JPS63255511A - 直噴式エンジン - Google Patents

直噴式エンジン

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Publication number
JPS63255511A
JPS63255511A JP62087176A JP8717687A JPS63255511A JP S63255511 A JPS63255511 A JP S63255511A JP 62087176 A JP62087176 A JP 62087176A JP 8717687 A JP8717687 A JP 8717687A JP S63255511 A JPS63255511 A JP S63255511A
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JP
Japan
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swirl
cavity
section
recess
space
Prior art date
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Pending
Application number
JP62087176A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Saito
斉藤 博昭
Fumihiko Saito
史彦 斉藤
Hirobumi Yamauchi
山内 博文
Masanori Sawara
佐原 正憲
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPS63255511A publication Critical patent/JPS63255511A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0669Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0654Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling
    • F02B23/0657Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling the spray interacting with one or more glow plugs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0672Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • 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】 (産業上の利用分野) この発明は、ピストン頂部のキャビティ内にノズルから
低セタン燃料を噴射して補助着火手段により燃焼させる
直噴式エンジンに関し、特に、補助着火手段による着火
性を向上させる技術に関する。
(従来の技術) 直噴式エンジンの補助着火に関する技術として、実開昭
54−45811号公報には第7図および第8図のよう
な「ディーゼルエンジンの始動補助装置」が開示されて
いる。
第7図および第8図のもので、ピストン1の頂面にはキ
ャビティ2が形成されて燃焼室3を構成している。シリ
ンダヘッド4には燃料噴射ノズル5および補助着火手段
としてのヒータープラグ6が設けられ、ヒータープラグ
6の赤熱部7はキャビティ2の開放側周縁に設けられた
凹所8内へ挿入されている。燃料噴射ノズル5からの噴
霧Iはほぼ凹所8付近へ向けて噴射されるが、直接凹所
8へは噴射しない構造となっている。
キャビティ2内にはスワールSが生じるが、ヒ−タープ
ラグ6の先端が凹所8内へ挿入されているため、プラグ
6によるスワールSの乱れは生じない。ピストン1の圧
縮行程時に燃料が噴射ノズル5から噴射され、この噴霧
の一部がヒータープラグ6の赤熱部7からの熱を受けて
着火する。ここで、凹所8内にヒータープラグ6の赤熱
部7を配置しであるので、赤熱部7を直接スワールに晒
す配置状態のものに比べ、赤熱部7の温度降下が少なく
、燃料混合気がヒータープラグ6のまわりに滞留するた
め、着火性がよくなる。
(発明が解決しようとする問題点) 上述した従来の構成では、燃料噴霧の噴射方向が凹所8
より上流すぎるため凹所8内への燃料混合気形成が難し
く、かつ凹所8をピストン半径方向に対し浅く形成した
場合にはヒータープラグ赤熱部7がスワールSに晒され
、燃料混合気の滞留が十分でないため、着火性の向上は
期待できない。
凹所8をピストン半径方向に対し十分深く形成すると、
スワールSに混ざらない滞留域が生じ、ここに適切に燃
料が噴霧されると、ヒータープラグ ′赤熱部7によっ
て着火が促進される。しかし、凹所8内で着火しても、
ここで生じた火炎はスワールSに及びにくいため、火炎
伝播の動きが鈍く、キセどティ内の混合気全体に燃焼が
拡散しにくいという問題があった。
この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので
、その目的は、補助着火手段の着火作用部(上記の例の
ヒータープラグ赤熱部に相当する)の周辺に燃Fl混合
気を適当に滞留させて着火を促進するとともに、着火し
た火炎をスムーズにスワールに乗せて伝播させることで
拡散燃焼を促進するようにした構造の直噴式エンジンを
提供することにある。
(問題点を解決するための手段) そこでこの発明では、ピストン頂部のキャビティ内にノ
ズルから低セタン燃料を噴射して補助着火手段により燃
焼させるものにおいて、まずキャビティを次のよう形状
にした。
ピストン軸方向から見てキャビティを、スワールが沿う
円形部と、半径方向においてスワール主流の外側に膨ん
だ空間をなすくぼみ部とにより形成し、かつ、このくぼ
み部の最奥部からスワール下流側を上記円形部の接線の
方向に延びる壁で形成する。
また、上記補助着火手段の着火作用部を上記くぼみ部の
空間に配置し、上記ノズルの噴孔の1つを上記くぼみ部
における上記着火作用部からスワール上流側へかけての
空間に指向させる。
(作 用) 上記キャビティ円形部に強いスワールが発生すると、上
記キャビティくぼみ部にスワールの副次流(マイクロス
ワール)が発生ずる。また、上記くぼみ部の最奥部から
スワール下流側は上記円形部の接線の方向に延びた壁で
形成されているため、上記くぼみ部に生じた副次流は滞
留しすぎにはならず、スワール上流側から上記くぼみ部
に分流してきて副次流を発生させた流れは、適当な時間
このくぼみ部に滞留し、徐々にスワール下流側へ流れて
スワール主流と合流する。
上記ノズルの噴孔の1つが上記くぼみ部における上記着
火作用部からスワール上流側にかけての空間に指向され
ているので、着火作用部の付近に燃料混合気が適当に滞
留し、着火が促進される。
続いて、着火した火炎がくぼみ部から出てスムーズにス
ワールに合流し、スワールに乗ってキャビティ内に速や
かに伝播される。
(実施例) 第1図及び第2図は本発明の第1実施例を示している。
第1図(A)は、ピストン1の頂部のキャビティ2の平
面形状を示す図に、シリンダヘッド側に取付けた噴射ノ
ズル5とヒータープラグ6の赤熱部7の配置関係を付記
した図である(第7図参照)。同図(B)は(A)の縦
断面図に相当する。また第2図は第1図(A>の要部拡
大図である。
まず、ピストン1の頂部に形成したキャビティ2の形状
について説明する。キャビティ2は主となる円形部2a
と、円形部2aの外周部分に局部的に形成したくぼみ部
2bとからなる。キャビティ円形部2aの中心はピスト
ン1の中心に対して偏心しており、ここに右まわりの強
いスワールSが発生する。キャビティくぼみ部2bは、
キャビティ円形部2aの外周の一部を外側へ拡げて空間
を形成したもので、壁Ml、M2.M3でこのくぼみ部
2bが囲まれている。壁M1はスワールSの流れに対す
る上流側の壁であり、壁M2はくぼみ部2bの最奥部の
壁であり、壁M3はスワールSの下流側にあたる壁であ
る。上流側の壁M1は円形部2aの半径方向に形成され
ており、スワール下流側の壁M3はくぼみ部2bの最奥
部M2から円形部2aの接線の方向に延びている。
上記のように形成されたキャビティ2において、円形部
2aにこれの円周に沿ったスワールSが発生すると、く
ぼみ部2bにはスワールSにともなった副次流が発生す
る。つまり、スワールSからくぼみ部2bに入り込む分
流Xが生じ、スワール上流側の壁M1に近いくぼみ部2
b内でスワールSとは反対に左回転のマイクロスワール
が生じる。
くぼみ部2bはスワール上流側と下流側で非対称に形成
されているので、くぼみ部2bに入り込んだ分流Xはマ
イクロスワールを形成しながら下流側の壁M3に沿って
流れ、くぼみ部2bからYで示すように円形部2aの接
線方向に沿って流れ出てスワールSと合流する。
このようにくぼみ部2bの上流側の壁M1に近い部分で
混合気が適当に滞留するが、その滞留時間はあまり長く
なく徐々に下流側の壁M3に沿ってスワールSに合流す
る。
ヒータープラグ赤熱部7はくぼみ部2b内の空間におけ
る混合気の最、も滞留しやすい部分に配置されている。
すなわち、ヒータープラグ赤熱部7の周辺で、スワール
Sから分流してくぼみ部2bに入り込んできた混合気が
マイクロスワールを形成する。
また、噴射ノズル5には4つの噴孔があり、第1図に示
すように、ノズル5から4方向に放射状に燃料が噴射I
される。そして噴射ノズル5の噴孔のうちの1つは第2
図に詳しく示すように、くぼみ部2bにおけるヒーター
プラグ赤熱部7からスワール上流側壁M1にかけての空
間に噴霧■を一/− 供給するように指向されている。
上記の説明で明らかなように、ヒータープラグ赤熱部7
の近くでスワールSから分れたマイクロスワールが生じ
、その部分の上流側にノズル5から燃料が噴霧される。
つまり、くぼみ部2a内における燃料混合気が最も滞留
しやすい部分にヒータープラグ赤熱部7が配設されてい
ることになる。
これによって混合気の着火が促進される。
そして、ヒータープラグ赤熱部7の近くで生じた火炎は
合流Yの流れに乗ってスワールSに合流し、キャビティ
2の全体に火炎が速やかに伝播し、拡散燃焼が促される
第3図は本発明の第2実施例を示している。第1図の第
1実施例においては、くぼみ部2bのピストン軸方向の
深さが円形部2aより浅く、くぼみ部2bが棚状に形成
されている。これに対し第2実施例では、くぼみ部2b
は円形部2aと同じ深さになっている。第1実施例の方
が噴射燃料を上方へ導きやすい。
第4図は本発明の第3実施例を示している。第1実施例
および第2実施例も同様であるが、キャビティ2とピス
トン1頂面との角部は、キャビティ2の内側へ僅かに張
り出していて、ここにリップ部20を形成している。第
1実施例および第2実施例ではリップ部の厚みがすべて
均一であったが、第3実施例では円形部2aのリップ部
20の厚みβ1は小さく、くぼみ部2bのリップ部20
の厚みβ2は大きくなっている。
第5図は本発明の第4実施例を示している。この実施例
では、くぼみ部2bの平面形状を大きくとり、なおかつ
円形部2aの中心に近ずけて形成している。これにより
噴射ノズル5とヒータープラグ赤熱部7とが接近する。
第6図は本発明の第5実施例を示している。この実施例
では円形部2aは真円ではなく、楕円あるいは長円をな
しており、その短辺部の外周にヒータープラグ赤熱部7
を配置すべくくぼみ部2bを設けている。この場合も噴
射ノズル5とじ一タープラグ赤熱部7とが接近する。
ところで、本発明はディーゼルエンジンの始動補助装置
として適用されるだけでなく、エンジンの全運転領域に
おいて着火性を改善する目的でヒータープラグ6を働か
せてもよい。また補助着火手段としては混合気を加熱す
るヒータープラグだけではなく、電気火花によって着火
を促すスパークプラグを補助着火手段として用いてもよ
い。この場合補助着火手段の着火作用部とは、スパーク
を生ずる電極部である。また本発明に使用される低セタ
ン燃料とは、軽油やメタノールあるいはガソリンなどで
ある。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、この発明に係る直噴式エン
ジンにおいては、ピストン頂部の4:ヤビティ円形部に
生じたスワールにともなってキャピテイくぼみ部に適当
に滞留する副次流を作り、この混合気の滞留部分に補助
着火手段の着火作用部を配置し、この着火作用部からく
ぼみ部のスワール上流側にか(プての空間にノズルから
の燃料を噴射するので、補助着火手段による着火性が向
上する。
また、キャビティくぼみ部からキャビティ円形部のスワ
ールに向けて合流を促す形状としであるので、補助着火
手段によって生じた火炎が速やかにキャビティ円形部の
スワールに乗ってキャビティ全体に伝播し、火炎伝播性
能も向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すビス]・ン頂部の平面
説明図(A)と縦断面図(B)、第2図は第1実施例に
おける要部拡大説明図、第3図は第2実施例の構成図、
第4図は第3実施例の構成図、第5図は第4実施例の構
成図、第6図は第5実施例の構成図、第7図は従来のデ
ィーゼルエンジンの始動補助装置を示す縦断面図、第8
図は第7図におけるピストン頂部の平面説明図である。 1・・・・・・・・・ピストン   2・・・・・・・
・・キャビティ2a・・・・・・キャビティ円形部 2b・・・・・・キャビティくぼみ部 4・・・・・・・・・シリンダヘッド 5・・・・・・・・・噴射ノズル  6・・・・・・・
・・ヒータープラグ7・・・・・・・・・赤熱部   
 8・・・・・・・・・凹 所特許出願人      
   マツダ 株式会社代 理 人         
弁理士 −色健輔同           弁理士 松
本2fL利第1図 工 第3 図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ピストン頂部のキャビティ内にノズルから低セタ
    ン燃料を噴射して補助着火手段により燃焼させる直噴式
    エンジンにおいて; ピストン軸方向から見て、キャビティを、スワールが沿
    う円形部と、半径方向においてスワール主流の外方に膨
    らんだ空間をなすくぼみ部とより形成し、かつ、このく
    ぼみ部の最奥部からスワール下流側を上記円形部の接線
    の方向に延びる壁で形成し; 上記補助着火手段の着火作用部を上記くぼみ部の空間に
    配置し、上記ノズルの噴孔の1つを上記くぼみ部におけ
    る上記着火作用部からスワール上流側にかけての空間に
    指向させた; ことを特徴とする直噴式エンジン。
JP62087176A 1987-04-10 1987-04-10 直噴式エンジン Pending JPS63255511A (ja)

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JP62087176A JPS63255511A (ja) 1987-04-10 1987-04-10 直噴式エンジン

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JP62087176A JPS63255511A (ja) 1987-04-10 1987-04-10 直噴式エンジン

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JPS63255511A true JPS63255511A (ja) 1988-10-21

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ID=13907680

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JP62087176A Pending JPS63255511A (ja) 1987-04-10 1987-04-10 直噴式エンジン

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2902462A1 (fr) * 2006-06-19 2007-12-21 Renault Sas Moteur a combustion interne du type diesel a injection directe

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62255526A (ja) * 1986-04-30 1987-11-07 Isuzu Motors Ltd 内燃機関の燃焼室

Patent Citations (1)

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