KR20010106503A - 직접분사식 디젤엔진의 연소시스템 - Google Patents

직접분사식 디젤엔진의 연소시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20010106503A
KR20010106503A KR1020017004343A KR20017004343A KR20010106503A KR 20010106503 A KR20010106503 A KR 20010106503A KR 1020017004343 A KR1020017004343 A KR 1020017004343A KR 20017004343 A KR20017004343 A KR 20017004343A KR 20010106503 A KR20010106503 A KR 20010106503A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nozzle hole
combustion chamber
fuel
nozzle holes
nozzle
Prior art date
Application number
KR1020017004343A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100588315B1 (ko
Inventor
요시카와시게루
아키모토세이타
하마오카순지
Original Assignee
추후제출
얀마 디이젤 가부시키가이샤
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 추후제출, 얀마 디이젤 가부시키가이샤 filed Critical 추후제출
Publication of KR20010106503A publication Critical patent/KR20010106503A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100588315B1 publication Critical patent/KR100588315B1/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/182—Discharge orifices being situated in different transversal planes with respect to valve member direction of movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0636—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space having a substantially flat and horizontal bottom
    • F02B23/0639—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space having a substantially flat and horizontal bottom the combustion space having substantially the shape of a cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0669—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0696—W-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 wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/1826—Discharge orifices having different sizes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/1846—Dimensional characteristics of discharge orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0618—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
    • F02B23/0621—Squish flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0618—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
    • F02B23/0624—Swirl flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • 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)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

노즐구멍의 상부 및 하부 열로 구성되고, 작은 개구비의 깊은 접시형 연소실에 맞은 편에 있도록 배치된 연료 분사 노즐을 가지는 직접분사식 디젤엔진의 연소시스템. 상부 노즐구멍에서 분사된 연료가 연소실의 측벽에 이르고, 하부 노즐구멍에서 분사된 연료가 연소실의 바닥면에 부딪히도록, 상부 열에서의 상부 노즐구멍의 방향 및 하부 열에서의 하부 노즐구멍의 방향이 설정된다. 상부 노즐구멍에서 각 상부 노즐구멍의 직경까지 이동하는 연료 분무비가 150∼250이다. 상기 하부 노즐구멍에서 상기 각 하부 노즐구멍의 직경까지 이동하는 연료 분무비가 100∼180이다. 모든 상기 상부 및 하부 노즐구멍의 총면적에 대한 모든 하부 노즐구멍의 총면적의 비율이 0.25∼0.35이다. 상기 상부 노즐구멍의 개수가 상기 하부 노즐구멍의 개수의 최대 두 배이다.

Description

직접분사식 디젤엔진의 연소시스템 {COMBUSTION SYSTEM FOR DIRECT INJECTION DIESEL ENGINES}
종래의 직접 연료분사식 디젤엔진은 일반적으로 피스톤헤드에 얕은 접시형 연소실을 가지고 있다. 그러한 연소실은 외주 에지가 피스톤의 외주단에 상당히 인접하기 때문에 큰 개구비를 가진다. 그러므로, 연소실에 접하고 있는 연료분사노즐의 노즐구멍에서 연소실의 측면 벽에 이르는 연료의 도달거리가 길어져서, 연료분무는 거의 공기유동없이 완전하게 분무된다. 그리하여, 공기 이용 효율이 증가하고, 그런 후 연소된다.
또한, 예를들면, 일본실용신안소 61-29940호에는 연료분사노즐의 축 주위에 방사상으로 지그재그형으로 배열된 상부 및 하부 노즐구멍들이 있는 연료분사노즐이 설명되어 있다. 이 기술에서, 연소실은 수직의 층으로 되어, 상부 연소실벽을 향하는 상부 노즐구멍과, 하부 연소실벽을 향하는 하부 노즐구멍에서 각각 연료가분사된다.
그러나, 상기기술은 단지 연료비 개선을 위한 공기이용의 효율을 증가시키는 것 만을 목적으로한다. 상부 노즐구멍에서 하부 연소실 벽에 이르는 연료분무의 도달거리는, 동일한 연소시에, 하부 노즐구멍에서 하부 연소실벽에 이르는 도달거리보다 길다. 일본실용신안소 43-20403호에는 하부 노즐구멍의 직경 및 개수를 줄이는 것이 설명되어 있다. 종래기술인 이 문서는 피스톤의 연소실은 설명하지 않는다. 그러나, 연료분사노즐의 축에 대한 하부 노즐구멍의 각도(본 문서에서 노즐구멍각도(β))는 비교적 크다. 또한, 단지 공기유동의 개선에 의해 보상될 수 밖에 없는, 압축말기에서 연소실 형상을 고려한 연료분사의 분포에 의한 연료의 완전연소에 대한 설명이 있다. 그러므로, 아마도, 압축말기에서도 연료를 공급하기위해, 적어도 하부 노즐구멍으로부터 분무된 연료의 표적은 연소실의 바깥 벽 에지부이다. 아마도, 연소실의 보이지않는 바닥중앙부는, 연소하지 않도록 위쪽으로 분사한다. 그러나, 연소실의 바닥이 평평하다면, 공기가 연소실 바닥의 중앙부 주변에서 불충분하게 이용된다고 말할 수 있다.
깊은 접시형 연소실은 피스톤의 주변부에서의 공기가 효율적으로 사용되지 않아서 불리하다. 상부 및 하부 열의 노즐 구멍이 있는 종래의 연료분사노즐이 사용된다 할지라도, 하부 노즐구멍이 연료분사에 대해 연소실의 측벽 쪽을 향하고 있기때문에, 연소실 중앙부 주위의 공기는 효율적으로 사용되지 않는다. 그러한 부위에서의 공기가 충분하게 사용된다면, 연소효율은 연료비를 감소하도록 개선될 수 있다.
본 발명은 직접 연료분사식 디젤엔진의 연소시스템에 관한 것이다. 더 상세히 설명하자면, 피스톤헤드 안에 구비된 연소실이 작은 개구비를 가진 깊은 접시형이고, 연료분사노즐의 상부 및 하부에 노즐구멍들이 배열되어 있다. 그로인해, 배기가스의 질소산화물(NOx) 및 매연과 연료비를 종합적으로 그리고 동시에 감소시킨다.
도 1은 본 발명에 따른 분사 중인 직접분사식 디젤엔진의 연소시스템의 측단면도.
도 2는 도 1의 X-X선 횡단면도.
도 3은 종래의 분사 중인 직접분사식 디젤엔진의 연소시스템의 측단면도; 및
도 4는 도 3의 Y-Y선 횡단면도이다.
본 발명에 따른 직접분사식 디젤엔진에 있어서, 두 가지 모순된 요구를 동시에 이루기 위할 목적으로, 즉, 연료비의 감소와 산화질소(NOx), 매연 및 배기가스(배출물질) 등의 감소를 위해, 피스톤은 작은 개구비의 깊은 접시형 연소실을 가진 헤드부로 형성된다. 연료분사 노즐은 지그재그로된 한 쌍의 상부 및 하부 열의 노즐구멍을 가지고 있다. 분사된 연료가 노즐구멍으로부터 연소실의 측벽에 이르도록 상부 열의 노즐구멍의 방향이 설정된다. 상부 열의 각 노즐구멍의 직경에 대한 노즐구멍으로부터의 연료 분무 도달거리의 비는 150∼250로 설정된다. 하부 열의 노즐구멍의 방향은 노즐구멍으로부터 분사된 연료가 연소실의 바닥면에 부딪히도록 설정된다. 하부 열의 각 노즐구멍의 직경에 대한 노즐구멍으로부터의 연료 분무 도달거리의 비는 100∼180으로 설정된다. 모든 상기 상부 및 하부 노즐구멍의 총면적에 대한 모든 하부 노즐구멍의 총면적의 비는 0.25∼0.35로 설정된다. 상부 노즐구멍의 개수는 상기 하부 노즐구멍의 개수의 두 배로 설정된다.
상기 깊은 접시형 연소실의 노즐구멍과 같이 형성된 연료분사노즐에서 연료가 분사되기 때문에, 모든 노즐구멍의 총면적에서 분사된 연료의 65∼75%는 연소실의 수직벽 부근에서 약간의 스월(swirl), 스퀴시(squish) 및 역스퀴시(reverse squish)를 일으키며 연소한다. 분사된 연료의 나머지 25∼35%는 미세한 입자로 퍼져 연소되도록 곧장 벽(바닥면)에 부딪힌다. 상부 열의 노즐구멍으로부터의 연료는 피스톤의 외주를 따라 공기와 함께 연소되도록 수직벽을 따라 퍼진다. 한편, 하부 열의 노즐구멍으로부터의 연료도 또한 바닥면에 부딪히도록 연소실의 중앙부 부근으로 퍼진다. 그러므로, 전체 연소실의 공기는 연소효율을 향상시키고 연료비를 감소하도록 효율적으로 사용된다.
그러므로, 본 발명의 직접분사식 디젤엔진의 연소시스템에 따르면, 두 종류의 연소가 하나의 연소실에서 동시에 수행되어. 그로 인해 배출물질의 감소 및 연료비의 감소 양쪽을 종합적으로 그리고 동시에 얻는다.
또한 상기 연료분사노즐은, 상부 열의 어떤 두 개의 인접한 노즐구멍의 양쪽 축확장선이 연료분사노즐의 축과 같은 각을 이루고, 하부 열의 어떤 두 개의 인접한 노즐구멍의 양쪽 축 확장선이 연료분사노즐의 축과 같은 각을 이루는 것과 같이 구성된다. 그러므로, 도면에서 볼 때, 연료는 상부 열의 모든 노즐구멍과 하부 열의 모든 노즐구멍에서 각각 균일하게 분사된다. 각각의 상부 및 하부열의 모든 노즐구멍으로부터의 분무에 의한 연소는 균등하게 되어, 그에의해 연소효율을 향상시키고 연료비를 감소시킨다.
본 발명에 따른 도 1 및 도 2에 설명된 디젤엔진에 대한 연료분사 노즐구조가, 도 3 및 도 4에 설명된 종래의 디젤엔진에 대한 연료분사 노즐구조와 비교하며 설명될 것이다. 측면도에서 옆으로 길고 평면도에서 원형인, 원형의 깊은 접시형 연소실(A)을 가진 중앙의 헤드면 안에 피스톤(P)이 형성된다.
종래에 있어서, 도 3에서 설명한 것처럼, 피스톤(P') 헤드부의 연소실(A')은 위로 향한 볼록면을 가진 중앙의 바닥부에 형성된다. 본 발명에 있어서, 그러한 중앙의 볼록면은 바닥공간(4)을 평평하게 만들기 위해 제거되어, 그로인해 깊은 접시형으로 연소실(A)을 형성한다.
피스톤(P)은 외경(B)(실린더 보어(bore)직경과 거의 같음)을 가지고, 피스톤(P)에 형성된 깊은 접시형 연소실(A)은 내경(D)과 깊이(H)를 가진다. 연소실(A)의 치수는 다음과 같이 설정된다:
H/D < 0.25
연소실의 개구비(D/B)는 다음과 같이 설정된다:
0.6 < D/B < 0.7
도 3에서 설명한 것처럼, 종래의 연소실(A')의 외주 에지는 연소실(A')의 개구비를 크게하기위해 피스톤(P')의 외주에 인접하게 된다. 비교적으로, 본 발명의 깊은 접시형 연소실(A)은 그러한 작은 개구비를 가진다. 한편, 연료분사노즐(N)은 상부 및 하부 열의 노즐 구멍을 가진다. 노즐구멍의 상부 열에 형성된 상부 노즐구멍(1)의 개수는 노즐구멍의 하부 열에 형성된 하부 노즐구멍(2)의 개수보다 두 배 이상으로 설정된다. 본 실시예에는, 상부 노즐구멍(1)의 절반인, 8개의 상부 노즐구멍(1)과 4개의 하부 노즐구멍(2)이 있다.
상부 및 하부 열의 노즐 구멍의 배열에 대해, 각 상부 노즐구멍(1) 및 각 하부 노즐구멍(2)은 수직으로 겹치지 않는다. 즉, 그것들은 지그재그로 배열된다.
이러한 지그재그형 배열에 대해서는, 도 2에 설명한 것처럼, 평면도에서 보면, 하부노즐구멍(2)은 인접한 두 개의 상부 노즐구멍(1) 사이에서 정확히 가운데로 배치될 수 없다. 그것들은 인접한 두 개의 상부 노즐구멍(1) 사이의 범위 내에 있는 것 만을 필요로 한다.
노즐구멍(1, 2)은 각 상부 노즐구멍(1)에서 분사된 연료가 깊은 접시형 연소실(A)의 측벽(3)을 향하고 각 하부 노즐구멍(2)에서 분사된 연료가 깊은 접시형 연소실(A)의 바닥면(4)에 부딪히도록 되어있다.
도 3 및 4에서 설명된 종래의 연료분사노즐(N')의 노즐구멍(6)은 그것으로부터 분사된 연료가 연소실(A')의 측벽을 향하도록 되어있다. 연소실(A')은 상기 볼록면(5)을 가진 중앙바닥부에 형성된다. 노즐구멍(6)은 이러한 중앙바닥부에 연료를 분사하지 않는다. 또한, 노즐구멍(6)에서 분사된 연료는 연소실(A')의 측벽에 부딪히지 않고 측벽에 도달할 때까지 완전하게 분무된다.
각 상부 노즐구멍(1)은 연료분사노즐(N)(또는 피스톤(P))의 축선(Na)과 각 θ1(노즐구멍 축각)을 이루는 축선(1a)을 가진다. 각 하부 노즐구멍(2)은 축선(Na)과 각 θ2(노즐구멍 축각)을 이루는 축선(2a)을 가진다. 상부 열에서의 모든 상부 노즐구멍(1)의 노즐구멍축각(θ1)은 같을 수 없고 -5도∼+5도 사이의 변동을 가질 수도 있다. 하부 노즐구멍(2)의 노즐구멍축각(θ2)도 마찬가지이다.
상부 열에서의 모든 상부 노즐구멍(1)의 노즐구멍축각(θ1)의 평균("θ1평균")과, 하부 열에서의 모든 하부 노즐구멍(2)의 노즐구멍축각(θ2)의 평균("θ2평균")은 다음과 같이 설정된다:
15° < θ1평균 - θ2평균 < 30°
상부 열에서의 노즐구멍(1)의 모든 축선(1a)은, 안쪽으로 확장된다면, 연소분사노즐(N)(또는 피스톤(P))의 축선(Na)상의 한 지점에서 교차한다. 이러한 교차지점은 노즐구멍의 확장중심이라 칭한다. 하부 열에 있어서의 노즐구멍(2)의 모든 축선(2a)도, 안쪽으로 확장되면, 마찬가지이다. 본 실시예에 있어서, 노즐구멍(1, 2)의 확장중심은 양쪽 모두 도 1에서 설명된 것과 같이 공통의 확장중심(C1)으로 일치한다. 그러나, 양쪽 확장중심은 서로 수직으로 어긋날 수도 있다.
분무는 노즐구멍(1)의 상부 열에서 깊은 접시형 연소실(A)의 측벽(3)까지(L1) 이동한다. 분무는 노즐구멍(2)의 하부 열에서 바닥면(4)까지(L2) 이동하고, 각 상부 노즐구멍(1)의 직경(d1)과 각 하부 노즐구멍(2)의 직경(d2)은 다음과 같이 설정된다:
150 ≤ L1/d1 ≤ 250
100 ≤ L2/d2 ≤ 180
모든 노즐구멍(1, 2)의 총면적에 대한 모든 하부 노즐구멍(2)의 총면적의 비는 0.25∼0.35로 설정된다.
따라서, 모든 노즐구멍(1, 2)의 총면적의 65%∼75%를 차지하는 상부 노즐구멍(1)에서 분사된 연료는, 공기가 피스톤(P)의 외주를 따라 또한 이용되는 동시에 측벽(3)을 따라 퍼지도록, 약간의 스월, 스퀴시 및 역스퀴시를 일으키며 측벽(3) 부근에서 연소된다. 하부 노즐구멍(2)에서 분사되는 나머지 25∼35%의 연료는 미세입자로 퍼지기위해 바닥면(4)에 곧바로 부딪히고, 바닥면(4)의 중앙부 주변의 공기와 함께 연소된다.
그러한 방법으로, 연소실(A)에서의 한정된 양의 공기가 가능한 효율적으로 이용되기 때문에, 서로 대조적인 배출물질의 감소 및 연료비의 감소가 종합적으로 그리고 동시에 얻어질 수 있다.
마찬가지로, 상부 노즐구멍(1)은 균등한 간격으로 배열되고, 하부 노즐구멍(2)도 마찬가지이다. 그러므로, 본 실시예에 있어서, 도 2에 설명된 것처럼, 여덟 개의 상부 노즐구멍(1)중 어떤 인접한 두 개의 축(1a)(확장 중심(C)상의) 사이의 각(α)은 45°(=360/8)로 설정된다. 네 개의 하부 노즐구멍(2)중 어떤 인접한 두 개의 축(2a) 사이의 각(β)은 90°(=360/4)로 설정된다.
이러한 배열로 인해, 깊은 접시형 연소실(A)의 전체 외주부에 대해, 연료는 노즐구멍의 상부 열 및 노즐구멍의 하부 열에서 각각 고르게 분사된다. 그러므로, 연소가 연소실(A)의 전체 공간에서 이루어져도, 그로인해 연소효율의 향상과 연료비의 절감이 가능하다.
본 발명에 따른 연소시스템은, 연소실이 깊은 접시형이기 때문에, 저비용으로 고압연료분사하는 것이 가능하고, 큰 직경의 실린더를 가진 대형 직접분사식 디젤엔진에도 적용이 가능하다. 그러므로, 본 시스템은 실린더의 직경과 상관없이 연료비가 적게 들고 배기가스를 적게 배출하는 직접분사식 디젤엔진에 적용할 수 있다.

Claims (2)

  1. 상부 및 하부 열의 노즐 구멍이 구비되고, 연소실과 대향하도록 배치된 연료분사노즐을 가진 직접분사식 디젤엔진의 연소 시스템에 있어서, 상기 연소실이 작은 개구비를 가진 깊은 접시형 연소실이고, 상기 상부 노즐구멍에서 분사된 연료가 상기 연소실의 측벽에 이르도록 상기 상부 노즐구멍의 방향이 설정되고, 상기 하부 노즐구멍에서 분사된 연료가 상기 연소실의 바닥면에 부딪히도록 상기 하부 노즐구멍의 방향이 설정되고, 상기 각 상부 노즐구멍의 직경에 대한 상기 상부 노즐구멍으로부터의 연료 분무 도달거리의 비가 150∼250으로 설정되고, 상기 각 하부 노즐구멍의 직경에 대한 상기 하부 노즐구멍으로부터의 연료 분무 도달거리의 비가 100∼180으로 설정되고, 모든 상기 상부 및 하부 노즐구멍의 총면적에 대한 모든 하부 노즐구멍의 총면적의 비가 0.25∼0.35로 설정되고, 상기 상부 노즐구멍의 개수가 상기 하부 노즐구멍의 개수의 두 배로 설정된 것을 특징으로 하는 직접분사식 디젤엔진의 연소 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 상부 및 하부 노즐 구멍이 상기 각각의 상부 및 하부 열에 규칙적인 간격으로 배열되어있는 것을 특징으로 하는 직접분사식 디젤엔진의 연소시스템.
KR1020017004343A 1998-10-05 1998-10-05 직접분사식 디젤엔진의 연소시스템 KR100588315B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP1998/004502 WO2000020735A1 (fr) 1997-04-11 1998-10-05 Systeme de combustion pour moteurs diesel a injection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010106503A true KR20010106503A (ko) 2001-11-29
KR100588315B1 KR100588315B1 (ko) 2006-06-12

Family

ID=14209159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017004343A KR100588315B1 (ko) 1998-10-05 1998-10-05 직접분사식 디젤엔진의 연소시스템

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6553960B1 (ko)
EP (1) EP1120554B1 (ko)
JP (1) JPH10288131A (ko)
KR (1) KR100588315B1 (ko)
CN (1) CN1099525C (ko)
BR (1) BR9816041A (ko)
DE (1) DE69835621T2 (ko)
DK (1) DK1120554T3 (ko)
WO (1) WO2000020735A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100871266B1 (ko) * 2002-01-24 2008-11-28 얀마 가부시키가이샤 디젤기관의 연료분사밸브

Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19922964C2 (de) * 1999-05-19 2003-03-27 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Einspritzen von Dieselkraftstoff
DE60115841T2 (de) * 2000-01-25 2006-08-17 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Direkteingespritzte brennkraftmaschine
US6832594B2 (en) * 2002-01-09 2004-12-21 Nissan Motor Co., Ltd. Direct fuel injection engine
AU2003247371A1 (en) * 2002-06-11 2003-12-22 Wisconsin Alumni Research Foundation Piston/combustion chamber configurations for enhanced ci engine performance
FR2844012B1 (fr) * 2002-08-30 2006-04-07 Renault Sa Moteur a combustion comportant des jets d'injection decales suivant l'axe du cylindre
AT7203U1 (de) * 2002-12-19 2004-11-25 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer direkteinspritzenden diesel-brennkraftmaschine
FR2849900B1 (fr) * 2003-01-13 2006-11-17 Renault Sa Chambre de combustion destinee a reduire les emissions de suies
GB0307428D0 (en) 2003-03-31 2003-05-07 Medical Res Council Compartmentalised combinatorial chemistry
US20060078893A1 (en) 2004-10-12 2006-04-13 Medical Research Council Compartmentalised combinatorial chemistry by microfluidic control
GB0307403D0 (en) 2003-03-31 2003-05-07 Medical Res Council Selection by compartmentalised screening
US7032566B2 (en) * 2003-05-30 2006-04-25 Caterpillar Inc. Fuel injector nozzle for an internal combustion engine
FR2866393B1 (fr) * 2004-02-13 2008-02-29 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur a combustion interne a injection directe
US20050221339A1 (en) 2004-03-31 2005-10-06 Medical Research Council Harvard University Compartmentalised screening by microfluidic control
FR2871524B1 (fr) * 2004-06-10 2006-09-01 Renault Sas Piston pour un moteur a combustion interne comportant un bol qui comporte deux zones de combustion distinctes et des moyens d'injection associes
DE102004032818A1 (de) * 2004-07-07 2006-02-16 Robert Bosch Gmbh Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum eines Dieselmotors
FR2876158B1 (fr) 2004-10-04 2007-04-06 Renault Sas Buse d'injection de carburant decentree pour moteur a combustion de vehicule automobile
FR2876421B1 (fr) * 2004-10-07 2007-02-23 Renault Sas Moteur a combustion interne comportant un injecteur de carburant a jets optimises
US7968287B2 (en) 2004-10-08 2011-06-28 Medical Research Council Harvard University In vitro evolution in microfluidic systems
WO2006108078A1 (en) * 2005-04-06 2006-10-12 General Motors Global Technology Operations, Inc. Injector double row cluster configuration for reduced soot emissions
CA2636855C (en) 2006-01-11 2016-09-27 Raindance Technologies, Inc. Microfluidic devices and methods of use in the formation and control of nanoreactors
US9562837B2 (en) 2006-05-11 2017-02-07 Raindance Technologies, Inc. Systems for handling microfludic droplets
EP3031918B1 (en) 2006-05-11 2018-03-14 Raindance Technologies Inc. Microfluidic devices
JP4767775B2 (ja) * 2006-07-04 2011-09-07 本田技研工業株式会社 燃料直噴ディーゼルエンジン
WO2008021123A1 (en) 2006-08-07 2008-02-21 President And Fellows Of Harvard College Fluorocarbon emulsion stabilizing surfactants
US8011600B2 (en) * 2006-12-19 2011-09-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Fuel injector nozzle
WO2008097559A2 (en) 2007-02-06 2008-08-14 Brandeis University Manipulation of fluids and reactions in microfluidic systems
WO2008126771A1 (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Honda Motor Co., Ltd. 燃料直噴エンジン
WO2008130623A1 (en) 2007-04-19 2008-10-30 Brandeis University Manipulation of fluids, fluid components and reactions in microfluidic systems
US7895986B2 (en) * 2007-08-14 2011-03-01 Mazda Motor Corporation Diesel engine and fuel injection nozzle therefor
CN101382109B (zh) * 2007-12-05 2011-07-20 奇瑞汽车股份有限公司 直喷式柴油机喷油器及进气道
EP2112348B1 (en) * 2008-04-23 2012-02-08 Honda Motor Co., Ltd. Direct fuel injection engine
JP4495766B2 (ja) * 2008-04-23 2010-07-07 本田技研工業株式会社 燃料直噴エンジン
EP2315629B1 (en) 2008-07-18 2021-12-15 Bio-Rad Laboratories, Inc. Droplet libraries
EP2187043A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-19 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Injection nozzle
WO2010111231A1 (en) 2009-03-23 2010-09-30 Raindance Technologies, Inc. Manipulation of microfluidic droplets
US10520500B2 (en) 2009-10-09 2019-12-31 Abdeslam El Harrak Labelled silica-based nanomaterial with enhanced properties and uses thereof
EP2517025B1 (en) 2009-12-23 2019-11-27 Bio-Rad Laboratories, Inc. Methods for reducing the exchange of molecules between droplets
DE102009060844A1 (de) 2009-12-29 2011-06-30 Friedrichs, Arno, 95326 Verfahren zur Herstellung eines Kanäle aufweisenden Kraftstoffeinspritzelementes sowie Kraftstoffeinspritzelement
CA2789425C (en) 2010-02-12 2020-04-28 Raindance Technologies, Inc. Digital analyte analysis with polymerase error correction
US9399797B2 (en) 2010-02-12 2016-07-26 Raindance Technologies, Inc. Digital analyte analysis
US9366632B2 (en) 2010-02-12 2016-06-14 Raindance Technologies, Inc. Digital analyte analysis
US10351905B2 (en) 2010-02-12 2019-07-16 Bio-Rad Laboratories, Inc. Digital analyte analysis
DE102010032442B4 (de) * 2010-07-28 2014-10-30 Audi Ag Selbstzündende Brennkraftmaschine mit Kolbenmulden mit Drallstufung
US9562897B2 (en) 2010-09-30 2017-02-07 Raindance Technologies, Inc. Sandwich assays in droplets
EP2673614B1 (en) 2011-02-11 2018-08-01 Raindance Technologies, Inc. Method for forming mixed droplets
US9150852B2 (en) 2011-02-18 2015-10-06 Raindance Technologies, Inc. Compositions and methods for molecular labeling
US8960151B2 (en) * 2011-04-06 2015-02-24 GM Global Technology Operations LLC HCCI fuel injectors for robust auto-ignition and flame propagation
JP5776624B2 (ja) * 2011-05-12 2015-09-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射装置
US8841071B2 (en) 2011-06-02 2014-09-23 Raindance Technologies, Inc. Sample multiplexing
EP2714970B1 (en) 2011-06-02 2017-04-19 Raindance Technologies, Inc. Enzyme quantification
US8869770B2 (en) 2011-06-17 2014-10-28 Caterpillar Inc. Compression ignition engine having fuel system for non-sooting combustion and method
US8658430B2 (en) 2011-07-20 2014-02-25 Raindance Technologies, Inc. Manipulating droplet size
US11901041B2 (en) 2013-10-04 2024-02-13 Bio-Rad Laboratories, Inc. Digital analysis of nucleic acid modification
US9944977B2 (en) 2013-12-12 2018-04-17 Raindance Technologies, Inc. Distinguishing rare variations in a nucleic acid sequence from a sample
US11193176B2 (en) 2013-12-31 2021-12-07 Bio-Rad Laboratories, Inc. Method for detecting and quantifying latent retroviral RNA species
CN103835803B (zh) * 2014-02-24 2016-02-24 大连理工大学 柴油机碰撞分流燃烧室
DE112015004524T5 (de) * 2014-10-02 2017-06-14 Cummins Inc. Kraftstoffeinspritzdüse mit Düse variabler Lochgröße und Sprühwinkel und MHBIB
US9915190B2 (en) 2015-07-13 2018-03-13 Caterpillar, Inc. Ducted combustion systems utilizing Venturi ducts
US10647981B1 (en) 2015-09-08 2020-05-12 Bio-Rad Laboratories, Inc. Nucleic acid library generation methods and compositions
CN105298707A (zh) * 2015-09-16 2016-02-03 大连理工大学 一种大喷孔夹角和长伸出量喷油嘴与大口径燃烧室配合的柴油机燃烧系统
DE102017206019B3 (de) * 2017-04-07 2018-09-20 Continental Automotive Gmbh Brennraumanordnung zum Verbrennen eines OME-Kraftstoffes sowie Verwendung der Brennraumanordnung zum Einspritzen von OME-Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine
US20220170435A1 (en) * 2020-12-01 2022-06-02 Dynomite Diesel Products Fuel injector nozzle
CN114353120B (zh) * 2021-12-17 2023-04-25 中国北方发动机研究所(天津) 一种适用于多孔径喷嘴的起伏面导流型燃烧室

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1498273A (en) * 1922-04-21 1924-06-17 Hesselman Knut Jonas Elias Internal-combustion engine
JPS59134322A (ja) * 1983-01-22 1984-08-02 Isuzu Motors Ltd 直接噴射式デイ−ゼル機関
US4548172A (en) * 1983-06-22 1985-10-22 Caterpillar Tractor Co. Ignition-assisted fuel combustion system
JPS6093115A (ja) 1983-10-26 1985-05-24 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 直噴式内燃機関の燃焼室
JPS6129940A (ja) 1984-07-21 1986-02-12 Nec Corp 演算装置
US4721081A (en) * 1986-06-03 1988-01-26 Caterpillar Inc. Flame incubating and propagating apparatus for a fuel combustion system
US4919093A (en) * 1987-04-07 1990-04-24 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Internal combustion engine
JPH0188027U (ko) * 1987-12-03 1989-06-09
JPS6488027A (en) 1987-08-27 1989-04-03 Harima Ceramic Co Ltd Filter for use in gas lighter and manufacture thereof
JP2821780B2 (ja) 1989-11-06 1998-11-05 ヤンマーディーゼル株式会社 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼方法
JPH0431651A (ja) * 1990-05-24 1992-02-03 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 直接噴射式内燃機関
DE4136851A1 (de) * 1991-11-08 1993-05-13 Avl Verbrennungskraft Messtech Dieselmotor kleinerer leistung
JPH06173690A (ja) * 1992-12-10 1994-06-21 Isuzu Motors Ltd 直噴式ディーゼル機関の燃焼室
DE4344026C2 (de) * 1993-12-23 1997-09-18 Mtu Friedrichshafen Gmbh Einspritzdüse
JPH0821245A (ja) * 1994-06-30 1996-01-23 Isuzu Motors Ltd ピストンに副室を持つ副室式エンジン
JP3149315B2 (ja) 1994-07-06 2001-03-26 科学技術振興事業団 開環共重合体
JP3707563B2 (ja) * 1995-01-27 2005-10-19 日野自動車株式会社 ホール型燃料噴射ノズル

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100871266B1 (ko) * 2002-01-24 2008-11-28 얀마 가부시키가이샤 디젤기관의 연료분사밸브

Also Published As

Publication number Publication date
DE69835621D1 (de) 2006-09-28
JPH10288131A (ja) 1998-10-27
KR100588315B1 (ko) 2006-06-12
DE69835621T2 (de) 2007-07-26
US6553960B1 (en) 2003-04-29
EP1120554A1 (en) 2001-08-01
CN1099525C (zh) 2003-01-22
BR9816041A (pt) 2003-01-21
CN1314971A (zh) 2001-09-26
DK1120554T3 (da) 2006-11-13
EP1120554B1 (en) 2006-08-16
WO2000020735A1 (fr) 2000-04-13
EP1120554A4 (en) 2005-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100588315B1 (ko) 직접분사식 디젤엔진의 연소시스템
US20020179039A1 (en) Fuel injection system
US8056531B2 (en) Shallow piston bowl and injector spray pattern for a gasoline, direct-injection engine
US6742493B2 (en) Fuel injection system and method for injection
SU1080754A3 (ru) Двигатель внутреннего сгорани
EP0105933B2 (en) Combustion chamber of diesel engine
US6659070B2 (en) Fuel injection system
US20030209222A1 (en) Spark ignition direct injection engine with shaped multihole injectors
US6267096B1 (en) Three-valve cylinder head system
JP4662755B2 (ja) 燃料噴射システム
KR102097967B1 (ko) 엔진의 피스톤 연소실구조
JP3940230B2 (ja) 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室
JP2004519606A (ja) 燃料噴射システム
JP3185234B2 (ja) 直噴式内燃機関
JP4115549B2 (ja) 直噴火花点火式内燃機関
KR20200069920A (ko) 엔진의 피스톤 연소실구조
JPH09236016A (ja) 直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室
JP4075471B2 (ja) 筒内直接噴射式内燃機関
JP2004204808A (ja) 燃料噴射ノズル
JPH09217626A (ja) 直接噴射式４バルブディーゼルエンジン
JPH0736089Y2 (ja) 直噴ディーゼルエンジン
JPH04116632U (ja) 直噴式デイーゼルエンジンの燃焼室構造
JP2562600Y2 (ja) ２弁式ディーゼル機関
JP3275470B2 (ja) 副室式エンジン
JP4016748B2 (ja) 筒内直接噴射火花点火式内燃機関

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130521

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140530

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150430

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160517

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170522

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180518

Year of fee payment: 13