JPS63201315A - Direct injection type diesel engine - Google Patents
Direct injection type diesel engineInfo
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- JPS63201315A JPS63201315A JP62032260A JP3226087A JPS63201315A JP S63201315 A JPS63201315 A JP S63201315A JP 62032260 A JP62032260 A JP 62032260A JP 3226087 A JP3226087 A JP 3226087A JP S63201315 A JPS63201315 A JP S63201315A
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- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
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-
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-
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は直噴式ディーゼルエンジンに関し、さらに詳し
くはこのような直噴式ディーゼルエンジンに適用される
燃料噴射弁の構造に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a direct injection diesel engine, and more particularly to the structure of a fuel injection valve applied to such a direct injection diesel engine.
(従来技術)′
直噴式ディーゼルエンジンにおいては、通常ピストンの
頂部に凹陥状のキャビティを形成するとと乙に、ピスト
ン上死点付近においてこのキャビティ側にその噴孔形成
部分が臨むようにしてシリンダヘッド側に燃料噴射弁を
取付け、該燃料噴射弁の各噴孔からキャビティ側、壁に
向けて噴射される燃料を該キャビティ内に発生ずるスワ
ールを利用して空気と混合させてこれを燃焼させるよう
になっている。(Prior art) In a direct-injection diesel engine, a concave cavity is usually formed at the top of the piston, and the nozzle hole forming part faces the cavity side near the top dead center of the piston, so that the nozzle hole is formed on the cylinder head side. A fuel injection valve is installed, and the fuel injected from each nozzle hole of the fuel injection valve toward the cavity side and the wall is mixed with air using the swirl generated in the cavity and then combusted. ing.
ところで、このようにピストンの頂部にキャビティを形
成する場合、このピストンの中心とシリンダ中心とのズ
レが大きくなるとピストンの往復動により発生ずるスワ
ールのキャビティ内での生成が阻害されることとなるた
め、キャビティはできるだけビス]・ンの中心に近づけ
て形成ずろことが望ましい。By the way, when a cavity is formed at the top of the piston in this way, if the deviation between the center of the piston and the center of the cylinder becomes large, the swirl generated by the reciprocating motion of the piston will be inhibited from being generated within the cavity. It is desirable to form the cavity as close to the center of the screw as possible.
一方、燃料噴射弁は、噴霧の均等化という点が ゛らで
きるだけキャビティの中心に近づけて設けることが望ま
しいわけであるが、実際には第2図にも示すように、シ
リンダ中心を径方向両側から挟むようにして吸気ボート
と排気ボートとが設けられるため吸気弁及び排気弁との
干渉を避ける必要上、燃料噴射弁をシリンダ中心よりそ
の径方向へ偏位さU−ている。従って、必然的に第2図
に示すように噴射弁先端中心Mがキャビティ中心Nに対
してキャビティの径方向へオフセットされることになる
。On the other hand, it is desirable to install the fuel injection valve as close to the center of the cavity as possible in order to equalize the spray, but in reality, as shown in Fig. Since an intake boat and an exhaust boat are provided to sandwich the fuel injection valve from the center of the cylinder, the fuel injection valve is offset from the center of the cylinder in the radial direction to avoid interference with the intake valve and the exhaust valve. Therefore, as shown in FIG. 2, the center M of the tip of the injection valve is inevitably offset from the center N of the cavity in the radial direction of the cavity.
このように燃料噴射弁の先端中心Mがキャビティ中心N
に対してオフセットされていると、例えば4個の噴孔7
A〜7Dを直交する2方向へ向けて開口(第4図参照)
さU゛た燃料噴射弁6を想定した場合、各噴孔7A〜7
Dの噴孔中心線り、−L、は、第2図に示すように該各
噴孔中心線Ll〜【74とキャビティ側壁5との交点部
P、〜P4において該キャビティ側壁5のスワール上流
側部分との間にそれぞれ異るスワール上流側交差角01
〜θ、をもつことになる。In this way, the center M of the tip of the fuel injector is the center N of the cavity.
For example, four nozzle holes 7
Opening A to 7D in two orthogonal directions (see Figure 4)
When assuming a fuel injection valve 6 with a
As shown in FIG. Swirl upstream side intersection angle 01 that is different between the side parts
~θ.
ところで、従来の直噴式ディーゼルエンジンにおいては
、上述の如く燃料噴射弁6がキャビティ中心に対して偏
心して配置されたものであっても該燃料噴射弁6の各噴
孔7A〜7Dの有効断面積を全て同一に設定している(
即ち、第9図に示すように有効断面積が全て同一の各噴
孔7a’〜7d’からの燃料の噴霧形態は全て同様に設
定されている)が、本願発明者の知見によれば、そのよ
うにした場合には下記する如き理由により、燃焼騒音が
高くなるとか出力性能が低下するというような問題が発
生することが明らかとなった。By the way, in a conventional direct injection diesel engine, even if the fuel injection valve 6 is arranged eccentrically with respect to the center of the cavity as described above, the effective cross-sectional area of each injection hole 7A to 7D of the fuel injection valve 6 is are all set the same (
That is, as shown in FIG. 9, the spray form of the fuel from the nozzle holes 7a' to 7d', which all have the same effective cross-sectional area, is set in the same way), but according to the knowledge of the inventor of the present application, It has become clear that if this is done, problems such as increased combustion noise and decreased output performance will occur for the following reasons.
即ち、各噴孔7&′〜7d’ からの燃料の噴霧はそれ
ぞれキャビティ側壁5に向けて行なわれるが、その場合
、キャビティ内にはその周方向に向って流れるスワール
Sが生成されているところから、キャビティの中心近く
から該スワールSを横切ってキャビティ側壁5に向けて
噴射される燃料は当然このスワールSの影響を受け、例
え同径の噴孔から燃料の噴霧が行なわれたとしても下記
するようにその噴霧形態はそれぞれ異なることとなる。That is, the fuel is sprayed from each nozzle hole 7&' to 7d' toward the cavity side wall 5, but in this case, a swirl S is generated inside the cavity that flows in the circumferential direction. , the fuel injected from near the center of the cavity across the swirl S toward the cavity side wall 5 is naturally affected by this swirl S, and even if the fuel is sprayed from the nozzle hole of the same diameter, the following will be explained. As a result, the spray form will be different for each.
例えば第2の噴孔7b′(第2図に示す噴孔7Bと同位
置)と第4の噴孔7d′(第2図に示す噴孔7Dと同位
置)とを比較した場合、第2の噴孔7b′の噴孔中心線
り、はキャビティ側壁5との交点部P、において該キャ
ビティ側壁5との間にスワール上流側交差角θ、を有し
、また第4の噴孔7d′の噴孔中心線L4はキャビティ
側壁5との間にスワール上流側交差角θ、を有しており
、しかもこの二つの交差角θ3.θ、の間においてはθ
、〈θ。For example, when comparing the second nozzle hole 7b' (same position as the nozzle hole 7B shown in FIG. 2) and the fourth nozzle hole 7d' (same position as the nozzle hole 7D shown in FIG. 2), The nozzle hole center line of the nozzle hole 7b' has a swirl upstream crossing angle θ with the cavity side wall 5 at the intersection point P with the cavity side wall 5, and the fourth nozzle hole 7d' The nozzle hole center line L4 has a swirl upstream crossing angle θ with the cavity side wall 5, and these two crossing angles θ3. θ, between θ
, 〈θ.
という関係が成立している。This relationship has been established.
このため、第2の噴孔7b’から噴射される燃料につい
てみれば、第7図に示す如く噴霧燃料のうち、キャビテ
ィ側壁5に衝突し反射した成分がスワールSによりキャ
ビティ内部側にまき上げられる噴霧部分(第7図におい
て斜線部aで示す部分であり、以下の説明においては便
宜上これをまき上げ成分という。尚、この第7図及び後
述する第8図の斜線部a、bは説明上分かりやすくする
ために分けたものであり、明確な境界はない。)と、キ
ャビティ側壁5に衝突し反射した成分がスワールSの流
れに乗りキャビティ側壁5に沿ってスワール下流側に層
状に流れる噴霧部分(第7図において斜線部すで示す部
分であり、以下の説明においては便宜上これを流下成分
という)との発生割り合いは、まき上げ成分に対して流
下成分の割り合いが非常に大きくなる。Therefore, regarding the fuel injected from the second nozzle hole 7b', as shown in FIG. The spray part (the part indicated by the hatched part a in Fig. 7, and for the sake of convenience in the following explanation, this is referred to as the swirling component. Note that the hatched parts a and b in Fig. 7 and later-described Fig. 8 are for the sake of explanation) (This is divided for clarity, and there is no clear boundary.) and the spray component that collides with the cavity side wall 5 and is reflected, rides on the flow of the swirl S and flows in layers along the cavity side wall 5 toward the downstream side of the swirl. (The shaded area in Fig. 7 is already shown, and in the following explanation, this will be referred to as a falling component for convenience.) The proportion of the falling component to the rising component is extremely large. .
これに対して、第4の噴孔7d’から噴射される燃料に
ついてみれば、第8図に示す如くスワール上流側交差角
θ4が上記第20噴孔7b’ から噴射される燃料のス
ワール上流側交差角θ、に比して大きいため、第7図に
示す場合よりも噴霧燃料中に占めるまき上げ成分の比率
が大きくなる。この燃料のまき上げ成分は、キャビティ
4内の空気中に多量に分散して早期に蒸発し予混合燃焼
を引き起こし、燃焼圧を上昇させて燃焼騒音を増大させ
る原因となるためできるだけ少ないことが望ましい。On the other hand, when looking at the fuel injected from the fourth nozzle hole 7d', as shown in FIG. Since it is larger than the intersection angle θ, the proportion of the swirling component in the sprayed fuel becomes larger than in the case shown in FIG. It is desirable that the amount of this blown-up fuel component be as small as possible because it disperses in large amounts into the air inside the cavity 4 and evaporates early, causing premixed combustion, increasing combustion pressure and increasing combustion noise. .
さらにこの場合、予混合燃焼により生成される燃焼ガス
がスワールSによりその下流側に押し流されるときこの
燃焼ガスが後から噴射される噴射終期の燃料をとり囲む
格好となり、その結果、燃料への空気供給を阻害して、
燃焼性を悪化させエンジン出力を低下させる原因ともな
るため、この点からも噴霧燃料中に占めるまき上げ成分
の比率は少ないほど望ましいといえる。Furthermore, in this case, when the combustion gas generated by premix combustion is swept downstream by the swirl S, this combustion gas surrounds the fuel that is injected later at the end of injection, and as a result, air flows into the fuel. By blocking the supply,
From this point of view as well, it is preferable that the proportion of the blown-up components in the sprayed fuel be as small as possible, since this may cause deterioration of combustibility and a reduction in engine output.
(発明の技術的背景)
これらのことから、本願発明者らはキャビティ4内に噴
射される全噴霧燃料について考えれば、全噴霧燃料中に
占めるまき上げ成分の比率を可及的に減少させることが
、燃焼騒音の低減並びにエンジン出力の維持という点に
おいて有効であるということを知見した。(Technical Background of the Invention) Based on the above, the inventors of the present application have decided to reduce as much as possible the proportion of the blown-up component in the total sprayed fuel, considering the total sprayed fuel injected into the cavity 4. It has been found that this is effective in reducing combustion noise and maintaining engine output.
さらに本願発明者らは、噴霧燃料中におけるまき上げ成
分の比率を少なくして流下成分の比率を高める、換言す
ればキャビティ側壁5に衝突しキャビティ内部側に反射
した燃料ができるだけスワール下流側に流れ易くするに
は、該噴霧燃料がキャビティ側壁5側に衝突する力を弱
められばよく(即ち、噴霧燃料のキャビティ側壁5への
衝突力を弱めれば、第8図において実線図示する噴射形
態から同図において鎖線図示する如き噴射形態に変化さ
せることができる)、またこれを実現するには噴孔の有
効断面積を絞って噴霧燃料がもつ運動エネルギーを減少
させればよいということに想到したものである。Furthermore, the inventors of the present application have proposed that the ratio of the upward components in the sprayed fuel be reduced to increase the ratio of the downstream components. In other words, the fuel that has collided with the cavity side wall 5 and reflected inside the cavity will flow as far downstream as possible in the swirl. In order to make it easier, it is only necessary to weaken the force with which the sprayed fuel collides with the side wall 5 of the cavity (that is, if the force with which the sprayed fuel collides with the side wall 5 of the cavity is weakened, the injection form shown by the solid line in FIG. (The injection form can be changed to the one shown by the chain line in the same figure), and we have come up with the idea that to achieve this, we can reduce the kinetic energy of the atomized fuel by narrowing the effective cross-sectional area of the nozzle hole. It is something.
尚、複数の噴孔を備えた燃料噴射弁においてその各噴孔
の噴孔径を相互に異ならせた直噴式ディーゼルエンジン
としては、例えば特開昭61−207817号公報に開
示される如く、各噴孔の径を該各項孔がそれぞれ受けも
つキャビティ側壁の周長に比例して変化させもってキャ
ビティ側壁の各部に対する燃料供給量の均等化を図るよ
うにしたものがある。In addition, as a direct injection diesel engine in which a fuel injection valve with a plurality of injection holes has different injection hole diameters, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-207817, Some devices are designed to equalize the amount of fuel supplied to each part of the cavity side wall by changing the diameter of the hole in proportion to the circumference of the cavity side wall that each hole serves.
又、例えば特公昭49−16881号公報に開示される
如く、キャビティを円形ではなく異形のクローバ形のい
びつな形状に形成するとともにこのキャビティの中心位
置に燃料噴射弁を配置し、その各噴孔の噴孔中心線とキ
ャビティ側壁との間のスワール上流側交差角を全て同一
大きさとし、もって噴霧燃料のもつエネルギーによりス
ワールを助長させるようにしたものがある。Furthermore, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 49-16881, for example, the cavity is formed not in a circular shape but in an irregular clover-shaped shape, and a fuel injection valve is disposed in the center of the cavity, and each of its nozzle holes is There is a device in which the swirl upstream crossing angles between the nozzle hole center line and the cavity side wall are all the same size, thereby promoting swirl by the energy of the atomized fuel.
(発明の目的)
本発明は、このような技術的背景に立脚し上記従来技術
の項で指摘した問題点を解決しようとするもので、燃料
噴射弁がキャビティ側壁の中心に対してその径方向に偏
心して配置された直噴式ディーゼルエンジンにおいて、
燃焼騒音の低減と出力性能の向上を図ることを目的とす
るものである。(Objective of the Invention) The present invention is based on such a technical background and attempts to solve the problems pointed out in the above-mentioned section of the prior art. In a direct injection diesel engine located eccentrically at
The purpose is to reduce combustion noise and improve output performance.
(目的を達成。するための手段)
本発明は上記の目的を達成するための手段として、ピス
トン頂部に形成されたキャビティに対して、複数の噴孔
を放射状に形成してなる燃料噴射弁がその先端中心を上
記キャビティの径方向に偏位させた状態で配置された直
噴式ディーゼルエンジンにおいて、上記燃料噴射弁の各
噴孔のうち、その噴孔中心線とキャビティ側壁の交点部
における噴孔中心線とキャビティ側壁とのスワール上流
側交差角が大きい噴孔ほどその有効断面積を小さく設定
したものである。(Means for Achieving the Object) As a means for achieving the above object, the present invention provides a fuel injection valve having a plurality of nozzle holes radially formed in a cavity formed at the top of the piston. In a direct injection diesel engine arranged with the center of its tip deviated in the radial direction of the cavity, the nozzle hole at the intersection of the nozzle hole center line and the side wall of the cavity among the nozzle holes of the fuel injection valve. The effective cross-sectional area of a nozzle hole having a larger swirl upstream intersection angle between the center line and the cavity side wall is set to be smaller.
(作 用)
本発明では上記の手段により、燃料噴射弁の各吸気ボー
トのうち、噴孔中心線とキャビティ側壁との交点部にお
ける該噴孔中心線のスワール上流側交差角が大きい噴孔
においては、該噴孔の有効断面積が小さく設定されてい
るため、これから噴射される燃料のもつ連動エネルギー
が小さくなり、この噴射燃料のキャビティ側壁に対する
衝突作用が弱められ、その結果、
(1) 噴霧燃料がスワールによりキャビティ内部側
にまき上げられてその空気中に分散される割り合いが低
下し、それだけ燃料と空気との層状混合が促進され予混
合燃焼が抑制される、
(2)予混合燃焼が抑制される分だけ予混合燃焼により
生成される燃焼ガスによる噴霧燃料のとり囲み現象が防
止され、燃料に対する空気の供給が促進される、
等の作用が得られる。(Function) In the present invention, by the above-described means, among the intake boats of the fuel injection valve, the swirl upstream intersection angle of the nozzle hole center line at the intersection of the nozzle hole center line and the cavity side wall is large. Since the effective cross-sectional area of the nozzle hole is set small, the interlocking energy of the fuel that will be injected from now on is small, and the collision effect of this injected fuel against the side wall of the cavity is weakened, resulting in (1) spraying. (2) Premix combustion: The rate at which fuel is swirled up inside the cavity and dispersed into the air is reduced, promoting stratified mixing of fuel and air and suppressing premix combustion. (2) Premix combustion By the amount that is suppressed, the surrounding phenomenon of the atomized fuel by the combustion gas generated by premix combustion is prevented, and the supply of air to the fuel is promoted.
(実施例)
以下、第1図ないし第8図を参照して本発明の好適な実
施例を説明する。(Embodiments) Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
第1図には本発明の第1の実施例に係る自動車用直噴式
ディーゼルエンジンの要部が示されており、同図におい
て符号lはシリンダブロック、2はシリンダヘッド、3
はピストンである。FIG. 1 shows the main parts of a direct injection diesel engine for an automobile according to a first embodiment of the present invention, in which reference numeral l is a cylinder block, 2 is a cylinder head, and 3
is a piston.
このピストン3の頂部3aには、第1図及び第2図にそ
れぞれ示す如く円形凹陥状のキャビティ4が形成されて
いる。さらに、シリンダヘッド2には、燃料噴射弁6が
取付けられており、しかもその噴射弁先端中心Mは第2
図に示すようにキャビティ中心Nに対してキャビティ径
方向に所定量だけ偏位して配置されている。A circular concave cavity 4 is formed in the top portion 3a of the piston 3, as shown in FIGS. 1 and 2, respectively. Furthermore, a fuel injection valve 6 is attached to the cylinder head 2, and the center M of the tip of the injection valve is located at the second
As shown in the figure, it is arranged to be offset by a predetermined amount in the cavity radial direction with respect to the cavity center N.
燃料噴射弁6は、第3図に示す如くその先端部6aをサ
ック部62としたバルブボディ61内にニードル60を
取付けて構成されている。さらに、このバルブボディ6
1のサック部62部分には、直交する2方向に向けてそ
れぞれ放射状に開口する4個の噴孔7A〜7Dが形成さ
れている。そしてこの燃料噴射弁6は、第2図に示すよ
うに、キャビティ中心Nと噴射弁先端中心Mを結ぶ直線
「。As shown in FIG. 3, the fuel injection valve 6 is constructed by mounting a needle 60 inside a valve body 61 with a sack portion 62 at its tip 6a. Furthermore, this valve body 6
Four nozzle holes 7A to 7D are formed in the first sack portion 62, each opening radially in two orthogonal directions. As shown in FIG. 2, this fuel injector 6 has a straight line connecting the cavity center N and the injector tip center M.
をはさんでその−刃側に第1の噴孔7Aと第4の噴孔7
Dを、また他方側に第2の噴孔7Bと第3の噴孔7Cを
それぞ位置せしめた状態でシリンダヘッド2側に固定さ
れる。The first nozzle hole 7A and the fourth nozzle hole 7 are placed on the blade side of the
D is fixed to the cylinder head 2 side with the second nozzle hole 7B and third nozzle hole 7C positioned on the other side.
従って、このように配置された燃料噴射弁6においては
、各噴孔7A〜7Dの噴孔中心線り、〜L、は、該6噴
孔中心線LI−L4とキャビティ側壁5との各交点部P
1〜P4において該キャビティ側壁5のスワール上流側
部分との間にそれぞれスワール上流側交差角01〜θ4
を有している。そして、この各スワール上流側交差角θ
、〜θ4の大小関係は、燃料噴射弁6の先端中心Mとキ
ャビティ中心Nとの偏位状態に対応して規定され、この
実施例においてはθ4〉θ1〉θ、〉θ、と設定されて
いる。Therefore, in the fuel injection valve 6 arranged in this way, the nozzle hole center lines, ~L, of each of the nozzle holes 7A to 7D are the intersections of the six nozzle hole center lines LI-L4 and the cavity side wall 5. Department P
1 to P4, there are swirl upstream intersection angles 01 to θ4 between the swirl upstream side portion of the cavity side wall 5, respectively.
have. Then, each swirl upstream side intersection angle θ
, ~θ4 is defined in accordance with the deviation state between the tip center M of the fuel injector 6 and the cavity center N, and in this embodiment, it is set as θ4>θ1>θ, >θ. There is.
従って、各噴孔7八〜7Dの有効断面積を同一とした場
合には、既述の如く各噴孔から噴射される燃料中に占め
るまき上げ成分の割合はスワール上流側交差角01〜θ
、の大きさに対応して、第4の噴孔7D→第1の噴孔7
A→第3の噴孔7C→第2の噴孔7Bの順に小さくなる
。Therefore, when the effective cross-sectional area of each nozzle hole 78 to 7D is the same, the proportion of the swirling component in the fuel injected from each nozzle hole is as follows:
, the fourth nozzle hole 7D → the first nozzle hole 7
The size decreases in the order of A→third nozzle hole 7C→second nozzle hole 7B.
ところで、エンジンの燃焼騒音を低減させ且つエンジン
の出力性能を良好に維持するには、これらの点において
マイナス要因となる噴霧燃料中に占めるまき上げ成分の
割合いをエンジン全体からみてできるだけ減少させるこ
とが有効であるといえる。By the way, in order to reduce engine combustion noise and maintain good engine output performance, it is necessary to reduce as much as possible the proportion of blown-up components in the sprayed fuel, which are negative factors in these points, from the perspective of the entire engine. can be said to be effective.
これを実践するための具体的手段として本願発明者は上
記(発明の技術的背景)の項でも説明したように、噴孔
の有効断面積を絞ってこれから噴射される燃料の運動エ
ネルギーを小さくし噴霧燃料がキャビティ側壁に衝突す
る力を弱めてより一層スワールにより流され易くし、も
って噴霧燃料におけるまき上げ成分の比率を可及的に減
少させ燃料と空気との層状混合を促進させることに想到
したものであり、具体的には第4図に示すように燃料噴
射弁6の各噴孔7A〜7Dの口径即ち、有効断面積を各
噴孔のスワール上流側交差角01〜θ。As a specific means for putting this into practice, the inventor of the present application narrows down the effective cross-sectional area of the nozzle hole to reduce the kinetic energy of the fuel that will be injected, as explained in the above section (Technical Background of the Invention). The idea was to weaken the force with which the sprayed fuel collides with the side wall of the cavity so that it is more easily flowed away by the swirl, thereby reducing the ratio of swirling components in the sprayed fuel as much as possible and promoting stratified mixing of the fuel and air. Specifically, as shown in FIG. 4, the aperture, that is, the effective cross-sectional area of each nozzle hole 7A to 7D of the fuel injection valve 6 is set to the swirl upstream cross angle of 01 to θ of each nozzle hole.
の大小関係に対応して次のように設定している。The following settings are made in accordance with the size relationship of .
即ち、第1の噴孔7Aの口径d+と第2の噴孔7Bの口
径d、と第3の噴孔7Cの口径d、と第4の噴孔7Dの
口径d4を、dz > ds > da > daとし
ている。That is, the diameter d+ of the first nozzle hole 7A, the diameter d of the second nozzle hole 7B, the diameter d of the third nozzle hole 7C, and the diameter d4 of the fourth nozzle hole 7D, dz > ds > da > da.
この結果、例えばスワール上流側交差角が大きく最も条
件の悪い第4の噴孔7Dにおいては第8図に示す如く、
その有効断面積が大きい場合には実線図示するように噴
霧燃料中におけるまき上げ成分の比率がその流下成分に
比べて大きかったのが、同図において鎖線図示する如く
流下成分とまき上げ成分の比率が逆転し全体的にスワー
ル下流側に流れ易くされる等、各噴孔においてもそれぞ
れその噴霧形態が改善されることになる。As a result, for example, in the fourth nozzle hole 7D where the swirl upstream crossing angle is large and has the worst conditions, as shown in FIG.
When the effective cross-sectional area is large, the ratio of the upstream component in the sprayed fuel is larger than the downstream component, as shown by the solid line; The shape of the spray is improved at each nozzle hole, such as by reversing the flow and making it easier for the entire swirl to flow downstream.
従って、燃料噴射弁6全体としてみれば、各噴孔7A〜
7Dの有効断面積を一様に設定した場合に比べて、トー
タル的な燃料噴射量は一定であるが、その中に占めるま
き上げ成分の比率が相対的に減少し、キャビティ4内に
おける噴霧燃料と空気との層状混合がより一層促進され
る。この結果、予混合燃焼の発生が可及的に防止され高
燃焼圧に基(燃焼騒音が確実に低減せしめられることと
なる。Therefore, when looking at the fuel injection valve 6 as a whole, each nozzle hole 7A~
Compared to the case where the effective cross-sectional area of 7D is set uniformly, the total fuel injection amount is constant, but the ratio of the swirling component to it is relatively reduced, and the amount of sprayed fuel in the cavity 4 is reduced. The layered mixing between the air and the air is further promoted. As a result, the occurrence of premixed combustion is prevented as much as possible, and combustion noise is reliably reduced based on the high combustion pressure.
(第2の実施例)
第5図には本発明の第2の実施例に係る自動車用直噴式
ディーゼルエンジンの要部が示されている。この実施例
のものは、上記第1の実施例のものがピストン3の頂部
3aに設けられるキャビティ4の平面形状を円形としこ
のキャビティ4の中心に対して偏心させて燃料噴射弁6
を配置していたのに対して、キャビティ4′の平面形状
を異形クローバ状に形成し、このキャビティの中心Nに
対して燃料噴射弁6′を偏心して配置するとともに、各
噴孔7A’〜7D’の噴孔中心線L1〜L4のスワール
上流側交差角θ、〜θ4の大小関係をθ、〉θ、〉θ4
〉θ、とし且つ各スワール上流側交差角01〜θ4をと
もに90°より小さく設定したものである。尚、第5図
において符号U、〜114は各噴孔7A’〜7D’ と
キャビティ側壁5との交点部P1〜P4における垂線で
ある。(Second Embodiment) FIG. 5 shows the main parts of a direct injection type diesel engine for an automobile according to a second embodiment of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment in that the cavity 4 provided at the top 3a of the piston 3 has a circular planar shape, and the fuel injection valve 6 is eccentric to the center of the cavity 4.
In contrast, the planar shape of the cavity 4' is formed into an irregular clover shape, and the fuel injection valve 6' is arranged eccentrically with respect to the center N of this cavity, and each injection hole 7A' to The magnitude relationship of the swirl upstream cross angles θ, ~θ4 of the nozzle hole center lines L1 to L4 of 7D' is θ,〉θ,〉θ4
> θ, and each swirl upstream crossing angle 01 to θ4 are both set to be smaller than 90°. In FIG. 5, symbols U and 114 are perpendicular lines at the intersections P1 to P4 of the nozzle holes 7A' to 7D' and the cavity side wall 5.
そして、この実施例のものも上記第1の実施例と同様に
、各噴孔7A’〜7D’の口径を各スワール上流側交差
角θ、〜θ、の大小関係に対応させて、di < dt
< di < dsと設定している(第6図参照)。In this embodiment, as in the first embodiment, the apertures of the nozzle holes 7A' to 7D' are made to correspond to the magnitudes of the swirl upstream cross angles θ, ˜θ, so that di < dt
< di < ds (see Figure 6).
このようにすることにより、各噴孔7A’ 〜7D′か
ら噴射される燃料の噴霧形態が、これらの内でも最も好
条件である第3の噴孔70’の噴霧形態に可及的に近づ
けられ、それだけ全噴霧燃料中に占めるまき上げ成分の
比率が減少し、噴霧燃料全体がより一層スワール下流側
に流され易くなり、燃料の層状混合がより一層促進され
、予混合燃焼に起因する燃焼騒音がより効果的に低減さ
れることとなる。By doing so, the spray form of the fuel injected from each of the nozzle holes 7A' to 7D' can be made as close as possible to the spray form of the third nozzle hole 70', which has the most favorable conditions among them. As a result, the proportion of the stirred up components in the total atomized fuel decreases, making it easier for the entire atomized fuel to flow downstream of the swirl, further promoting stratified mixing of the fuel, and reducing combustion caused by premixed combustion. Noise will be reduced more effectively.
(発明の効果)
本発明は、ピストン頂部に形成されたキャビティに対し
て、複数の噴孔を放射状に形成してなる燃料噴射弁がそ
の先端中心を上記キャビティの径方向に偏位させた状態
で配置された直噴式ディーゼルエンジンにおいて、上記
燃料噴射弁の各噴孔のうち、その噴孔中心線とキャビテ
ィ側壁の交点部における噴孔中心線とキャビティ側壁と
のスワール上流側交差角が大きい噴孔ほどその有効断面
積を小さく設定したことを特徴とするものである。(Effects of the Invention) The present invention provides a fuel injection valve having a plurality of nozzle holes formed radially with respect to a cavity formed at the top of the piston, with the center of its tip being offset in the radial direction of the cavity. In the direct-injection diesel engine arranged in It is characterized in that the effective cross-sectional area of the hole is set to be smaller.
従って、本発明の直噴式ディーゼルエンジンによれば、
燃料噴射弁の各吸気ボートのうち、噴孔 4中心線とキ
ャビティ側壁との交点部における該噴孔中心線のスワー
ル上流側交差角が大きい噴孔においては、該噴孔の有効
断面積が小さく設定されているため、これから噴射され
る燃料のもつ運動エネルギーが小さくなり、この噴射燃
料のキャビティ側壁に対する衝突作用が弱められ、その
結果、(1) 噴霧燃料がスワールによりキャビティ
内部側にまき上げられてその空気中に分散される割り合
いが低下し、それだけ燃料と空気との層状混合が促進さ
れ予混合燃焼が抑制されるので燃焼圧が低下しそれだけ
エンジンの燃焼騒音が低減される、
(2)予混合燃焼が抑制される分だけ予混合燃焼により
生成される燃焼ガスによる噴霧燃料のとり囲み現象が防
止され、燃料に対する空気の供給が促進されるところか
ら、燃料と空気のミキシングが良好となりエンジン出力
が向上する、等、燃焼騒音の低減及びエンジン出力の向
上という面において多大の効果が得られるものである。Therefore, according to the direct injection diesel engine of the present invention,
Among the intake boats of the fuel injection valve, in the nozzle hole where the swirl upstream intersection angle of the nozzle hole center line at the intersection of the nozzle hole 4 center line and the cavity side wall is large, the effective cross-sectional area of the nozzle hole is small. Because of this setting, the kinetic energy of the fuel that will be injected from now on is reduced, and the collision effect of this injected fuel against the side wall of the cavity is weakened.As a result, (1) the sprayed fuel is blown up inside the cavity by a swirl. This reduces the proportion of fuel that is dispersed in the air, promotes stratified mixing between fuel and air, and suppresses premixed combustion, which lowers combustion pressure and reduces engine combustion noise. (2 ) To the extent that premix combustion is suppressed, the phenomenon in which the atomized fuel is surrounded by the combustion gas generated by premix combustion is prevented, and the supply of air to the fuel is promoted, resulting in better mixing of fuel and air. Great effects can be obtained in terms of reducing combustion noise and improving engine output, such as improving engine output.
第1図は本発明の第1の実施例に係る直噴式ディーゼル
エンジンの要部縦断面図、第2図は第1図の■−■要部
矢視図、第3図は第1図の■部拡大縦断面図、第4図は
第3図のIV−IV拡大横断面図、第5図は本発明の第
2の実施例に係る直噴式ディーゼルエンジンの要部縦断
面図、第6図は第5図に示したエンジンに適用される燃
料噴射弁の噴孔部分の拡大エンジン回転数、第7図及び
第8図は燃料の噴霧状態図、第9図は従来の燃料噴射弁
の噴孔部分の横断面図である。
l・・・・・シリンダブロック
2・・・・・シリンダヘッド
3・・・・・ピストン
4・・・・・キャビティ
5・・・・・キャビティ側壁
6・・・・・燃料噴射弁
7A〜7D・・・噴孔
7に
第4図
第7図
第8図FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a main part of a direct injection diesel engine according to a first embodiment of the present invention, FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view taken along IV-IV of FIG. The figure shows an enlarged engine rotational speed of the nozzle hole of the fuel injection valve applied to the engine shown in Figure 5, Figures 7 and 8 are fuel spray state diagrams, and Figure 9 shows the conventional fuel injection valve. FIG. 3 is a cross-sectional view of a nozzle hole portion. l...Cylinder block 2...Cylinder head 3...Piston 4...Cavity 5...Cavity side wall 6...Fuel injection valves 7A to 7D ...Fig. 4, 7, and 8 on the nozzle hole 7
Claims (1)
数の噴孔を放射状に形成してなる燃料噴射弁がその先端
中心を上記キャビティの径方向に偏位させた状態で配置
された直噴式ディーゼルエンジンにおいて、上記燃料噴
射弁の各噴孔のうち、その噴孔中心線とキャビティ側壁
の交点部における噴孔中心線とキャビティ側壁とのスワ
ール上流側交差角が大きい噴孔ほどその有効断面積が小
さく設定されていることを特徴とする直噴式ディーゼル
エンジン。1. In a direct injection diesel engine, a fuel injection valve having a plurality of injection holes formed radially with respect to a cavity formed at the top of a piston is arranged with its tip center offset in the radial direction of the cavity. Among the nozzle holes of the fuel injection valve, the effective cross-sectional area of the nozzle hole is set to be smaller as the swirl upstream intersection angle between the nozzle hole center line and the cavity side wall at the intersection of the nozzle hole center line and the cavity side wall is larger. A direct injection diesel engine characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62032260A JPS63201315A (en) | 1987-02-14 | 1987-02-14 | Direct injection type diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62032260A JPS63201315A (en) | 1987-02-14 | 1987-02-14 | Direct injection type diesel engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63201315A true JPS63201315A (en) | 1988-08-19 |
Family
ID=12354040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62032260A Pending JPS63201315A (en) | 1987-02-14 | 1987-02-14 | Direct injection type diesel engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63201315A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101818712A (en) * | 2010-04-28 | 2010-09-01 | 大连理工大学 | Diesel engine combustion system |
JP2014152646A (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Denso Corp | Fuel injection nozzle |
-
1987
- 1987-02-14 JP JP62032260A patent/JPS63201315A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101818712A (en) * | 2010-04-28 | 2010-09-01 | 大连理工大学 | Diesel engine combustion system |
JP2014152646A (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Denso Corp | Fuel injection nozzle |
US9556843B2 (en) | 2013-02-05 | 2017-01-31 | Denso Corporation | Fuel injection nozzle |
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