JPH02130217A - 直接噴射式ディーゼルエンジンの燃焼室 - 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〕 本発明は直接噴射式ディーゼルエンジンの燃焼室に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の直接噴射式ディーゼルエンジンの燃焼室を第５〜
６図を参照して説明する。

燃焼室は、シリンダヘッド１の下面、ピストン２の頂面
、シリンダ３から構成される。ピストン２の頂部にはキ
ャビティ４が設置され、同キャビティ内の中央部には突
起８が必要に応じて設置されている。シリンダヘッドｌ
には、燃料噴射弁７が設置されており、その先端部には
噴孔が穿孔され、前記ピストンキャピテイ４に対向して
いる。

（第６図には燃料噴射弁７の噴孔数が複数個の場合を示
す）また、燃焼室内には吸気スワールが存在する。

次に前記従来例の作用について説明する。エンジン運転
時の吸気行程で図示されていない吸気ポート、吸気弁か
ら吸入される空気は、シリンダ内で吸気スワールを形成
する。圧縮行程でピストン２によシ燃焼室内の空気は圧
縮され、空気温度、圧力は上昇する。圧縮行程後期に燃
料噴射弁７の噴孔から燃料を噴射すると、燃料は吸気ス
ワールと共に燃焼室内を旋回し、燃料と空気との混合が
行なわれ、着火、燃焼し、ピストン仕事を行なう。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが従来の直接噴射式ディーゼルエンジンの燃焼室
は、その構成上、ピストンキャピテイ４の容積が全燃焼
室の容積の７０〜８０％を占める。

従ってピストンキャピテイ４内の高負荷時の空気過剰率
は、１近・くとなるためにピストンキャピテイ４内では
急激な燃焼が行われ、燃焼ガス温度が高くなるためにＮ
Ｏｘの排出レベルが高くなる。この対策として排気ガス
再循環（ＥＧＲ）を行ない。

ピストンキャビティ内の空気過剰率を小さくし燃焼ガス
温度を低減すると、ピストンキャピテイ以外の燃焼室（
トップクリアランス部）の燃焼が不良となり、吐煙、燃
費が悪化するのみならずエンジンの耐久性が低下する。

本発明の目的は前記従来装置の課題を解消し、直接噴射
式ディーゼルエンジンにおいて、急激な燃焼従って燃焼
ガス温度の上昇を防止すると共に、後期の燃焼を促進す
るための燃焼室を提供するにあるＯ 〔課題を解決するための手段〕 本発明の直接噴射式ディーゼルエンジンの燃焼室は、副
室式ディーゼルと同様な二段燃焼を行なわせるために、
燃焼室であるピストンキャピテイを二分割する。すなわ
ちピストン頂部の中央部の第１ピストンキャビティ４の
外周部に、ピストン頂面６をへたてて第２キヤビテイ５
を設置する。

従って第１ピストンキャビティ４の燃焼室容積割合は小
さくなる。燃料噴射弁７からの燃料は第１ピストンキャ
ビティ４（第１燃焼室）内に噴射される。

〔作用〕

本発明の燃焼室にすると、第１ピストンキャビティ４内
でまず着火、燃焼するが、その燃焼室容積割合が小さい
ために、過濃混合気下での予混合燃焼、拡散燃焼を行い
、燃焼ガス温度は抑制される。また、ピストンキャビテ
ィ４と５の間はピストン頂面６により絞られるために、
第１ピストンキャビティ４から第２ピストンキャビティ
５へのがス噴出速度は大きくなり、第２キヤビテイ５お
よびその外周部での燃焼が促進される。

〔実施例〕

以下第１〜２図を参照し本発明の一実施例について説明
する。

第１図は第１実施例の縦断面図、第２図は同上面図であ
る。図において燃焼室は、シリンダヘッド１の下面、ピ
ストン２の頂面、シリンダ３から構成される。ピストン
２頂部の中央部には、第１ピストンキャビティ４（第１
燃焼室）が設置されており、その外周部にはピストン頂
面６をへだてて第２ピストンキャビティ５（第２燃焼室
）を設置している。第１図では第１ピストンキャビティ
４の形状として円柱形の場合を示すが、同キャビティ４
の底面に突起を設けた場合も考えられる。

また、同図には、第２ピストンキャビティ５の形状とし
て、外側へ行くにつれて、キャビティ深さが浅くなる場
合を示す。

シリンダヘッド１には、燃料噴射弁７が設置されており
、その先端部には噴孔が穿孔され第１ピストンキャビテ
ィ４内に面している。図では燃料噴射弁７の噴孔数が複
数個の場合を示すが、単噴孔の場合も考えられる。また
、燃焼室内には、必要に応じて吸気スワールを形成する
。

次に前記実施例の作用について説明する。

機関運転時の吸気行程で１図示されていない吸気ポート
、吸気弁から吸入される空気は、必要に応じて、シリン
ダ内で旋回流、すなわち吸気スワールを形成する。圧縮
行程で、ピストン２により燃焼室内の空気は圧縮され、
空気温度、圧力は上昇する。

本発明の燃焼室とすれば、燃料は第１ピストンキャビテ
ィ４（第１燃焼室）内に噴射され、燃料と空気の混合気
が存在するので、第１ピストンキャビティ４内で、まず
着火、燃焼する。この際。

ピストンキャビティ４の燃焼室容積割合が小さくなるた
め、第１同キヤビテイ４内は、過濃混合気下での予混合
燃焼、拡散燃焼を行う。従って、燃焼ガス温度を抑制で
き、ＮＯｘガスの生成が抑制される。第１ピストンキャ
ビティ４内の燃焼による圧力上昇と膨張行程時のピスト
ン下降に伴ない。

第１同キヤビテイ４内の未燃、既燃ガスが、第２キヤビ
テイ５へ流出する。この際第１ピストンキャビティ４と
第２ピストンキャビティ５の間はピストン頂面６によシ
絞られるために、未燃、既燃ガス流出速度は大きくなる
。従って第２キャビティ５内の空気との混合が促進され
、第２ピストンキャビティ５およびその外周部での燃焼
が促進される。第２ピストンキャビティ５およびその外
周部での燃焼は、稀薄混合気下、或いは、ピストン下降
速度増大時での燃焼であり、燃焼ガス温度を抑制できる
ため、ＮＯｘガスの生成は少ない。

以上より１本発明の燃焼室にすると、ピストンキャピテ
イ４，５での急激な燃焼抑制による燃焼ガス温度低減と
共に後期燃焼を促進できるので。

ＮＯｘ、騒音を低減できると共に燃費、吐煙の改善を図
ることができる。

第３図は第２実施例のピストン断面図を示し、第１実施
例の第１ピストンキャビティ４の形状を円柱形からりエ
ンドラント形にして、キャビティ口径を小さくした場合
であり、その作用は第１実施例とほぼ同様であるが、第
１ピストンキャビティ４の口径が小さいために、第１ピ
ストンキャビティ４から第２ピストンキャビティ５への
通路面積が小さくなり、第１キヤビテイ４からのガス噴
出速度が大きくなる。従って第２ピストンキャビティ５
内およびその外周部での混合気形成、燃焼が促進され、
吐煙、燃費が更に改善される。

第４図は第３実施例のピストン断面図を示し、第１実施
例において、燃焼室内に吸入スワールがある場合に、第
２ピストンキャビティ５の断面形状を半円形にした場合
であるが、その作用は、第１実施例とほぼ同様であるが
、第２ピストンキャビティ５内での吸気スワールの減衰
が小さくなる・従って第１キヤビテイ４から第２ピスト
ンキャビティ５へのガス噴出の際第２ピストンキャビテ
ィ５内での燃料と空気の混合気形成、燃焼が促進される
。

〔発明の効果〕

本発明の燃焼室にすると、第１ピストンキャビティ、第
２ピストンキャビティでの急激燃焼の抑制による燃焼が
ス温度の低減と共に、後期燃焼が促進されるため、エン
ジンのＮＯｘｆｆスの発生及び騒音の低減が可能となる
と同時に、燃費及び吐煙の改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明による第１実施例の燃
焼室を示す断面図及び平面図。第３図。 第４図はそれぞれ第２，３実施例の燃焼室を示す断面図
。第５図、第６図は従来の直接噴射式ディーゼルエンジ
ンの燃焼室を示す断面図及び平面図である。 １・・・シリンダヘッド、２・・・ピストン、３・・・
シリンダ、４・・・第１ピストンキャビティ（第１燃焼
室）、５・・・第２ピストンキャビティ（第２燃焼室）
、６・・・ピストン頂面、７・・・燃料噴射弁、８・・
・ピストンキャビティ突起部。 第１図 第２図 第３ 図 第４ 図 第 図 第 図 汚区芝５丁目３３番８号 番区芝５丁目３３番８号 三菱自動車工業株式会社内 三菱自動車工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ピストンヘッドの中央部に設けられ燃料噴射弁に面し
   ている第１ピストンキャビティ（４）と、該第１ピスト
   ンキャビティの外周部にピストン頂面をへだててピスト
   ンヘッドに設けられた第２ピストンキャビティ（５）と
   を有してなる直接噴射式ディーゼルエンジンの燃焼室。