JPS63215820A - 直噴デイ−ゼルエンジン - 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） 本発明は直噴ディーゼルエンジンに関するらのである。

（従来技術） 直噴ディーゼルエンジン、特にアルコール等の低セタン
燃料を使用する直噴ディーゼルエンジンにおいては、燃
料の燃焼形態が火炎伝播を主体とするものであるところ
から、火炎伝播の良否により燃焼期間等の燃焼性能が大
きく左右され、燃費等に多大の悪影響を与えるおそれが
あるところから、従来より燃料の菅火後の火炎伝播を促
進させる試みが種々行なわれている。

この÷←÷％例として、例えば実開昭５９−８１７７５
号公報に開示されるものかある。この公知例のものはキ
ャビティ中央部に燃料噴射ノズルを配置するとともに、
この周囲に４個のグロープラグを配置し、特に若人性の
劣るエンジンの軽負荷時には燃料噴射ノズルからの燃料
噴霧を全て各グロープラグに向けて行ない、各燃料噴霧
をそれぞれ直接グロープラグで着火させること、即ち、
火炎伝播距離を可及的に短縮させることにより火炎伝播
を促進し、もって燃焼期間を短くして燃焼性能の向上を
図るようにしたものである。

ところが、この公知例のものにおいては、火炎伝播か促
進され燃焼期間の短縮により燃費の改善は図れるものの
、グロープラグを燃料噴射ノズルの噴霧口の数だけ設け
なければならないところから、１１１７造が複雑で且つ
コストアップになり易く、また高負荷時にはこれら各グ
ロープラグにより吸入空気と燃料とのミキシング作用が
阻害される等の問題が予想され、これらの点において改
善の余地を有している。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の項で指摘した問題点を改善しよ
うとするもので、燃焼室内にスワールを生成させるよう
にするとと６に、ピストン頂面に形成したキャビティ内
に燃料噴射ノズルと点火源とを配設してなる直噴ディー
ゼルエンジンにおいて、燃焼室内における火炎伝播を促
進しもって燃費効率の向上を図ることを目的とするもの
である。

（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、燃焼
室内の吸気にピストン往復方向に垂直な方向のスワール
を発生さ仕る吸気通路を有する直噴ディーゼルエンジン
において、ピストンの頂面に凹設されたキャビティと、
ピストン頂面方向から見て該キャビティ中央よりオフセ
ットして配設され且つ該キャビティ中央部の近傍に向け
て複数の燃料噴射を行なう複数の噴霧口を有する燃料噴
射ノズルと、上記燃料噴射ノズルの上記各噴霧口からの
燃料噴霧の噴霧範囲の中央よりも上記スワール上流側寄
り方向に指向する噴霧口の噴霧方向上に配設された点火
源とを備えたものである。

（作　用） 本発明では上記の手段により、燃料噴射ノズルの複数の
噴霧口から所定の噴Ｍ範囲をもってキャビティ中央部近
傍へ向けて噴射される噴霧燃料は、その噴霧範囲の中で
もスクール上流側寄り位置に指向する噴霧燃料が先ず点
火源により着火され、そのあとこれにより生じた火炎が
スワールに乗ってその下流側に素早く広がりスワール下
流側に指向する他の噴霧燃料を順次着火させる如く作用
する。

（実施例） 以下、第１図ないし第３図を参照して本発明の好適な実
施例を説明する。

（第１の実施例） 第１図には本発明の第１の実施例に係る自動車用直噴デ
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。ピストン３の頂面３ａには第２図に示
す如く円形凹陥状のキャビティ４が形成されている。こ
のキャビティ４は、第２図に示す如くピストン３の中心
Ｐに対して排気ボート８側へオフセットされている。尚
、第２図において符号７はヘリカル型の吸気ボートであ
る。また、このキャビティ４内には吸気ボート７からの
吸気流入によりスワールＳが形成される。

さらに、上記シリンダヘッド２には、ピストン３の上死
点付近において上記キャビティ４に臨みグロープラグ６
とが設けられている。

燃料噴射ノズル５は、第２図に示す如くキャビティ４の
中心Ｑに対して上記排気ボート８と反対側に位置するよ
うにオフセットして配置されている。また、この燃料噴
射ノズル５は、そのキャビティ４に臨む先端部５ａに噴
霧口（図示省略）を４個形成しているが、この各噴霧口
の形成位置はキャビティ４との相対関係において次の如
く設定されている。即ち、この実施例では本発明を適用
して、４つの燃料噴Ｍ　Ｆ　＋〜Ｆ４をμｍ度θ（θ〈
１８０°）の噴霧範囲内で放射状に配置するとともに、
該噴霧範囲の中心線Ｕがほぼキャビティ４の中心Ｑに合
致するように各噴霧口の形成位置を設定している。従っ
て、各燃料噴霧Ｆ１〜Ｆ４は総じてキャビティ４の中心
Ｇの近傍に指向することとなる。

さらに、この実施例では本発明を適用して、燃料噴射ノ
ズル５からの４つの燃料噴７ＡＦ　ｌ−Ｆ　４のうち、
最もスワール上流側に位置する第１の燃料噴霧Ｆ、の噴
射方向上に上記グロープラグ６を配字ｌ　＋＋Ｐｈ１　
　づツ・−プ　リ小）ｆｍ−ゴ石〃Ｃす、土１゜ビティ
４の中心Ｑに対してオフセットされることとなる。

このように構成されたエンジンにおいては、燃料噴射ノ
ズル５からしかもキャビティ４中でも比較的温度の高い
排気ボート８に対応する部位に向けて噴射された噴霧燃
料は、先ず、スワール最上流側に位置する第１の燃料噴
霧Ｆ１がグロープラグ６により直接青火される。それと
同時に、この着火により生じた火炎が今度はスワールＳ
の流れに乗ってスワール下流側に素早く広がり、第２の
燃料噴霧Ｆ７、第３の燃料噴霧Ｆ、さらに第４の燃料噴
ｙｆＦ４の順で順次若人さＵ゛る如く作用する。

従って、火炎伝播が短時間で且つ確実に行なわれ、燃焼
期間の短縮により燃費効率が向上せしめられることとな
る。

また、このようにスワールにより火炎伝播が促進される
ところから、例えば燃料としてアルコール等の低セタン
燃料を使用ししかも最も骨太条件の悪い軽負荷運転時で
あっても比較的高水準の火炎伝播が確保されることにな
る。尚、このグロープラグ６は、エンジンの全運転域を
通じて作動させることも、あるいは特に燃料噴射量が少
なく着火性が悪くなり易い軽負荷運転時のみ作動させる
ようにすることら可能であるが、特に上述の如く低セタ
ン燃料を使用する直噴ディーゼルエンジンにあっては全
運転域を通じてグロープラグ６を作動させることが着火
性、火炎伝播の両面において有効である。また、この実
施例においては点火源としてグロープラグ６を採用して
いるが、この他に例えば点火源としてスパークプラグ等
を採用することもできる。

（第２の実施例） 第３図には本発明の第２の実施例に係る直噴ディーゼル
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の実施例のものが燃料噴射ノズル５とグロープ
ラグ６とをともにキャビティ４の中心Ｑに対してオフセ
ットさせていたのに対して、グロープラグ６をキャビテ
ィ４の中心Ｑに合致させ燃料噴射ノズル５のみをキャビ
ティ４の中心Ｑに対してオフセットさせている。そして
、燃料噴射ノズル５の各噴霧口の形成位置及びキャビテ
ィ４に対する取付は位置は本発明を適用して、次のよう
に設定されている。即ち、４つの噴霧口（図示省略）は
、それぞれそれからの燃料噴霧Ｆ１〜Ｆ、が角度θの噴
霧範囲の噴弼範囲内で放射状に延びしかもスワール上流
側から数えて２つ目の燃料噴霧、即ち第２の燃料噴霧Ｆ
、が上記グロープラグ６と合致するようにしている。従
って、噴７ＦｐＷｔ囲からみればグロープラグ６はその
中心線Ｕよりもスワール上流側に指向する燃料噴霧の噴
霧方向上に位置することとなる。

従って、この実施例の場合にも、上記第１の実施例の場
合と同様に、スワールによる火炎伝播の促進作用が得ら
れ、燃焼期間の短縮化により燃費効率が向上せしめられ
ることは勿論であるが、その他にこの実施例のらのにお
いては、点火源たるグロープラグ６がキャビティ４の中
心に配置されているため、特にスワールによる遠心力に
より高温の空気やＥ、Ｇ１１ガスが溜り易く比較的若人
性が悪いキャビティ４の中心部分における着火性が向上
仕しめられるという利点がある。

また、グロープラグ６が噴霧範囲の中心寄りの第２の燃
料噴霧Ｆ、に設けられているため、このグロープラグ６
から各燃料噴霧への距離が、上記第１の実施例の如くグ
ロープラグ６が第１の燃料噴霧Ｆｌ上に設けられている
場合に比して短くなり、それだけ火炎伝播が促進され初
期燃焼の割合が増大せしめられるという利点もある。

（発明の効果） 本発明は、燃焼室内の吸気にピストン往復方向に垂直な
方向のスワールを発生させる吸気通路を有する直噴ディ
ーゼルエンジンにおいて、ピストンの頂面に凹設された
キャビティと、ピストン頂面方向から見て該キャビティ
中央よりオフセットして配設され且つ該キャビティ中央
部の近傍に向けて複数の燃料噴射を行なう複数の噴霧口
を有する燃料噴射ノズルと、上記燃料噴射ノズルの上記
各噴霧口からの燃料噴霧の噴霧範囲の中央よりも上記ス
ワール上流側寄り方向に指向する噴霧口の噴霧方向上に
配設された点火源とを備えたことを特徴とするものであ
る。

従って、本発明によれば、燃料噴射ノズルの複数の噴霧
口から所定の噴霧範囲をもってキャビティ中央部近傍へ
向けて噴射される噴霧燃料は、その噴霧範囲の中でもス
ワール上流側寄り位置に指向する噴霧燃料が先ず点火源
により着火され、そのあとこれにより生じた火炎がスワ
ールに乗ってその下流側に素早く広がりスワール下流側
に指向する他の噴霧燃料を順次着火させるため、火炎か
スワールに乗って広がる分だけ火炎伝播が促進され、燃
焼期間の短縮化等燃焼性能の改善により燃費効率が向上
ｔｌ−Ｌめられるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る直噴ディーゼルエ
ンジンの要部縦断面図、第２図は第１図の■−■要部拡
大矢視図、第３図は本発明の第２の実施例に係る直噴デ
ィーゼルエンジンの要部平面図である。 １・・・・・シリンダブロック ２・・・・・シリングヘッド ３・・・・・ピストン ４・・・・・キャビティ ５・・・・・燃料噴射ノズル ６・・・・・グロープラグ ７・・・・・吸気ボート ８・・・・・排気ボート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　燃焼室内の吸気にピストン往復方向に垂直な方向
   のスワールを発生させる吸気通路を有する直噴ディーゼ
   ルエンジンにおいて、ピストンの頂面に凹設されたキャ
   ビティと、ピストン頂面方向から見て該キャビティ中央
   よりオフセットして配設され且つ該キャビティ中央部の
   近傍に向けて複数の燃料噴射を行なう複数の噴霧口を有
   する燃料噴射ノズルと、上記燃料噴射ノズルの上記各噴
   霧口からの燃料噴霧の噴霧範囲の中央よりも上記スワー
   ル上流側寄り方向に指向する噴霧口の噴霧方向上に配設
   された点火源とを備えたことを特徴とする直噴ディーゼ
   ルエンジン。