JPH04228821A - 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents
直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スモーク及び窒素酸化
物を低減させるための直接噴射式ディーゼル機関の燃焼
室に関する。
物を低減させるための直接噴射式ディーゼル機関の燃焼
室に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ディーゼル機関においてスモーク
及び窒素酸化物の低減は重要な課題であり、その低減に
向けて排気ガス再循環法（ＥＧＲ）や燃焼方式の改善等
において種々の提案が行われている。このうちＥＧＲは
、燃費及びスモークの悪化、排ガスによるＥＧＲ装置の
腐食、或いは機能低下等、耐久性及び信頼性の問題があ
る。また、燃焼方式の観点から見れば、低圧噴射の場合
、噴霧はノズル近傍で着火した後全体が火炎に包まれな
がら進行し、この時噴霧は、空気と同時に自己の生成し
た既燃ガスを巻き込みながら燃焼するので、噴霧中心部
において高温部、酸素不足部が形成されススの生成要因
となり、既燃ガスの巻き込みはマイナス要因として働く
と言われている。また、燃料と空気を迅速に混合するた
めにスワール、スキッシュ等により空気利用率を向上し
ススを低減する方法が採られているが、これでは着火遅
れの間の燃料、空気混合速度も増大するため、予混合燃
焼の増加により燃焼初期の熱発生率が増大し、窒素酸化
物の増大を招くという問題を有している。
及び窒素酸化物の低減は重要な課題であり、その低減に
向けて排気ガス再循環法（ＥＧＲ）や燃焼方式の改善等
において種々の提案が行われている。このうちＥＧＲは
、燃費及びスモークの悪化、排ガスによるＥＧＲ装置の
腐食、或いは機能低下等、耐久性及び信頼性の問題があ
る。また、燃焼方式の観点から見れば、低圧噴射の場合
、噴霧はノズル近傍で着火した後全体が火炎に包まれな
がら進行し、この時噴霧は、空気と同時に自己の生成し
た既燃ガスを巻き込みながら燃焼するので、噴霧中心部
において高温部、酸素不足部が形成されススの生成要因
となり、既燃ガスの巻き込みはマイナス要因として働く
と言われている。また、燃料と空気を迅速に混合するた
めにスワール、スキッシュ等により空気利用率を向上し
ススを低減する方法が採られているが、これでは着火遅
れの間の燃料、空気混合速度も増大するため、予混合燃
焼の増加により燃焼初期の熱発生率が増大し、窒素酸化
物の増大を招くという問題を有している。
【０００３】上記問題を解決するために、高圧噴射、小
噴孔径ノズル、浅皿燃焼室および低スワールを組合せる
方式が知られている。この場合には、壁面で一気に着火
した後、火炎はゆっくりとキャビティ中心に向かって膨
張し、噴射の終了まで中心部は不燃域として残る。すな
わち、噴霧は壁面に到達するまでキャビティ中心に近い
不燃域側で十分に空気を巻き込みながら進行し、壁面側
では既燃ガスを導入しながら壁面に衝突する二段の燃焼
経路をたどり、低圧噴射と比較してスモーク及び窒素酸
化物の低減を図ることができる。
噴孔径ノズル、浅皿燃焼室および低スワールを組合せる
方式が知られている。この場合には、壁面で一気に着火
した後、火炎はゆっくりとキャビティ中心に向かって膨
張し、噴射の終了まで中心部は不燃域として残る。すな
わち、噴霧は壁面に到達するまでキャビティ中心に近い
不燃域側で十分に空気を巻き込みながら進行し、壁面側
では既燃ガスを導入しながら壁面に衝突する二段の燃焼
経路をたどり、低圧噴射と比較してスモーク及び窒素酸
化物の低減を図ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高圧噴射方式においては、着火までの空気の導入量
が多いため、窒素酸化物の発生が増大するという問題を
有し、また、燃焼室が円筒形状であるため着火後の噴霧
への既燃ガスの導入が少なく、窒素酸化物の発生が増大
するという問題を有している。
来の高圧噴射方式においては、着火までの空気の導入量
が多いため、窒素酸化物の発生が増大するという問題を
有し、また、燃焼室が円筒形状であるため着火後の噴霧
への既燃ガスの導入が少なく、窒素酸化物の発生が増大
するという問題を有している。
【０００５】本発明は上記問題を解決するものであって
、燃焼室の構造を改善することにより、スモーク及び窒
素酸化物の低減を図ることができる直接噴射式ディーゼ
ル機関の燃焼室を提供することを目的とする。
、燃焼室の構造を改善することにより、スモーク及び窒
素酸化物の低減を図ることができる直接噴射式ディーゼ
ル機関の燃焼室を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の直接
噴射式ディーゼル機関の燃焼室は、ピストン１の頂部に
形成される燃焼室７と、シリンダヘッド５に配設される
燃料噴射弁６とを有し、前記燃料噴射弁６のノズル６ａ
に対向して燃焼室１０の底面に突出部９を形成すると共
に、燃焼室７の底面または壁面１１に複数の突起部を形
成し、該突起部の間に燃料を噴射することを特徴とする
。突起部の例としては、壁面１１の根元に窪み１２ａを
有する曲面形状の突起部１２を設ける方式、壁面１１か
ら径方向に延びるプレート形状の突起部１３を設ける方
式、燃焼室７の底面にロッド形状の突起部１５、１６を
設ける方式がある。なお、上記構成に付加した番号は、
理解を容易にするために図面と対比させるためのもので
、これにより本発明の構成が何ら限定されるものではな
い。
噴射式ディーゼル機関の燃焼室は、ピストン１の頂部に
形成される燃焼室７と、シリンダヘッド５に配設される
燃料噴射弁６とを有し、前記燃料噴射弁６のノズル６ａ
に対向して燃焼室１０の底面に突出部９を形成すると共
に、燃焼室７の底面または壁面１１に複数の突起部を形
成し、該突起部の間に燃料を噴射することを特徴とする
。突起部の例としては、壁面１１の根元に窪み１２ａを
有する曲面形状の突起部１２を設ける方式、壁面１１か
ら径方向に延びるプレート形状の突起部１３を設ける方
式、燃焼室７の底面にロッド形状の突起部１５、１６を
設ける方式がある。なお、上記構成に付加した番号は、
理解を容易にするために図面と対比させるためのもので
、これにより本発明の構成が何ら限定されるものではな
い。
【０００７】
【作用】本発明においては例えば図１及び図２に示すよ
うに、ピストン１が上昇し上死点付近に達したとき、燃
料は、ノズル６ａから突出部９に沿い各突起部１２の略
中間部に向けて噴射され、壁面１１に衝突して着火する
。このとき、突出部９とシリンダヘッド５との間の間隙
１０が小さいため、噴霧への空気導入が抑えられ初期燃
焼を抑えることができ、燃料が壁面１１で一気に着火す
ると、中心部において新気Ａの導入が促進されると共に
、突起部１２の窪み１２ａの存在により、燃焼火炎が広
がるのが押さえられ、既燃ガスＧの巻き込みが促進され
るため、スモークを押さえつつ窒素酸化物の低減を図る
ことができる。
うに、ピストン１が上昇し上死点付近に達したとき、燃
料は、ノズル６ａから突出部９に沿い各突起部１２の略
中間部に向けて噴射され、壁面１１に衝突して着火する
。このとき、突出部９とシリンダヘッド５との間の間隙
１０が小さいため、噴霧への空気導入が抑えられ初期燃
焼を抑えることができ、燃料が壁面１１で一気に着火す
ると、中心部において新気Ａの導入が促進されると共に
、突起部１２の窪み１２ａの存在により、燃焼火炎が広
がるのが押さえられ、既燃ガスＧの巻き込みが促進され
るため、スモークを押さえつつ窒素酸化物の低減を図る
ことができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１及び図２は、本発明の直接噴射式ディーゼ
ル機関の燃焼室の１実施例を示し、それぞれ（Ａ）は平
面図、（Ｂ）は断面図である。１はピストン、２はピス
トンリング、３はシリンダライナー、４はガスケット、
５はシリンダヘッド、６はノズル６ａを有する燃料噴射
弁を示し、ピストン１の頂部には、燃焼室７が形成され
ている。ピストン１に形成される燃焼室７は、その底面
にノズル６ａに対向して突出部９を形成し、ピストン１
が上昇し上死点に達したとき突出部９とシリンダヘッド
５との間に僅かの間隙１０を形成するように構成してい
る。なお、点線で示した突出部９ａは従来例を示す。ま
た、燃焼室７の周囲の壁面１１には、その根元に窪み１
２ａを有する曲面形状の突起部１２が等間隔で形成され
ている。該突起部１２は、ノズル６ａの噴射孔の数（図
では６個）だけ設けられ、ノズル６ａからの燃料Ｆを各
突起部１２の略中間部に向けて噴射するようにしている
。
明する。図１及び図２は、本発明の直接噴射式ディーゼ
ル機関の燃焼室の１実施例を示し、それぞれ（Ａ）は平
面図、（Ｂ）は断面図である。１はピストン、２はピス
トンリング、３はシリンダライナー、４はガスケット、
５はシリンダヘッド、６はノズル６ａを有する燃料噴射
弁を示し、ピストン１の頂部には、燃焼室７が形成され
ている。ピストン１に形成される燃焼室７は、その底面
にノズル６ａに対向して突出部９を形成し、ピストン１
が上昇し上死点に達したとき突出部９とシリンダヘッド
５との間に僅かの間隙１０を形成するように構成してい
る。なお、点線で示した突出部９ａは従来例を示す。ま
た、燃焼室７の周囲の壁面１１には、その根元に窪み１
２ａを有する曲面形状の突起部１２が等間隔で形成され
ている。該突起部１２は、ノズル６ａの噴射孔の数（図
では６個）だけ設けられ、ノズル６ａからの燃料Ｆを各
突起部１２の略中間部に向けて噴射するようにしている
。
【０００９】上記構成からなる本発明の作用について説
明する。図１に示すように、ピストン１が上昇し上死点
付近に達したとき、燃料Ｆは、ノズル６ａから突出部９
に沿い各突起部１２の略中間部に向けて噴射され、壁面
１１に衝突して着火する。このとき、突出部９とシリン
ダヘッド５との間の間隙１０が小さいため、噴霧への空
気導入が抑えられ初期燃焼を抑えることにより窒素酸化
物の低減を図ることができる。図２に示すように、燃料
が壁面１１で一気に着火すると、中心部において新気Ａ
の導入が促進されると共に、突起部１２の窪み１２ａの
存在により、燃焼火炎が広がるのが押さえられ、既燃ガ
スＧの巻き込みが促進されるため、スモークを押さえつ
つ及び窒素酸化物の低減を図ることができる。
明する。図１に示すように、ピストン１が上昇し上死点
付近に達したとき、燃料Ｆは、ノズル６ａから突出部９
に沿い各突起部１２の略中間部に向けて噴射され、壁面
１１に衝突して着火する。このとき、突出部９とシリン
ダヘッド５との間の間隙１０が小さいため、噴霧への空
気導入が抑えられ初期燃焼を抑えることにより窒素酸化
物の低減を図ることができる。図２に示すように、燃料
が壁面１１で一気に着火すると、中心部において新気Ａ
の導入が促進されると共に、突起部１２の窪み１２ａの
存在により、燃焼火炎が広がるのが押さえられ、既燃ガ
スＧの巻き込みが促進されるため、スモークを押さえつ
つ及び窒素酸化物の低減を図ることができる。
【００１０】図３乃至図５は本発明の他の実施例を示し
、図１の実施例と同一の構成については同一番号を付け
て説明を省略する。図３の実施例においては、突出部９
をさらに高くすると共に、突出部９の上面に径方向に燃
料通路９ｂを形成し、噴霧への空気導入を抑えて初期燃
焼を抑えることにより窒素酸化物の低減をさらに図るよ
うにしている。
、図１の実施例と同一の構成については同一番号を付け
て説明を省略する。図３の実施例においては、突出部９
をさらに高くすると共に、突出部９の上面に径方向に燃
料通路９ｂを形成し、噴霧への空気導入を抑えて初期燃
焼を抑えることにより窒素酸化物の低減をさらに図るよ
うにしている。
【００１１】図４の実施例においては、燃焼室７の周囲
の壁面１１に径方向に延びるプレート形状の突起部１３
を等間隔で形成している。
の壁面１１に径方向に延びるプレート形状の突起部１３
を等間隔で形成している。
【００１２】図５の実施例においては、燃焼室７の底面
で且つ壁面１１の近傍に複数組のロッド形状の突起部１
５、１６を配設し、ノズル６ａからの燃料を突起部１５
、１６の間に向けて噴射するようにしている。噴霧が突
起部１５、１６の間を通過すると、突起部１５、１６の
噴孔側の圧力が下がるため火炎が巻き込まれやすくなり
、燃焼ガスの再循環が促進され、スモークを押さえつつ
及び窒素酸化物の低減を図ることができる。
で且つ壁面１１の近傍に複数組のロッド形状の突起部１
５、１６を配設し、ノズル６ａからの燃料を突起部１５
、１６の間に向けて噴射するようにしている。噴霧が突
起部１５、１６の間を通過すると、突起部１５、１６の
噴孔側の圧力が下がるため火炎が巻き込まれやすくなり
、燃焼ガスの再循環が促進され、スモークを押さえつつ
及び窒素酸化物の低減を図ることができる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ピ
ストンの頂部に形成される燃焼室と、シリンダヘッドに
配設される燃料噴射弁とを有し、該燃料噴射弁のノズル
に対向して燃焼室の底面に突出部を形成すると共に、前
記燃焼室の底面または壁面に複数の突起部を形成し、該
突起部の間に燃料を噴射することにより、燃焼初期にお
いては空気の導入を抑え、着火後は既燃ガスの導入を促
進させるように燃焼室の構造を改善したため、スモーク
及び窒素酸化物の低減を図ることができる。とくに、Ｅ
ＧＲと比較して燃費の悪化が少なく、部品の耐久性及び
信頼性に優れ、また、特別の装置および改造が不要でコ
ストを低減できる。
ストンの頂部に形成される燃焼室と、シリンダヘッドに
配設される燃料噴射弁とを有し、該燃料噴射弁のノズル
に対向して燃焼室の底面に突出部を形成すると共に、前
記燃焼室の底面または壁面に複数の突起部を形成し、該
突起部の間に燃料を噴射することにより、燃焼初期にお
いては空気の導入を抑え、着火後は既燃ガスの導入を促
進させるように燃焼室の構造を改善したため、スモーク
及び窒素酸化物の低減を図ることができる。とくに、Ｅ
ＧＲと比較して燃費の悪化が少なく、部品の耐久性及び
信頼性に優れ、また、特別の装置および改造が不要でコ
ストを低減できる。
【図１】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の
１実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図
１実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図
【図
２】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の１実
施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図
２】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の１実
施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図
【図３】
本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の１実施例
を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は（
Ａ）図のＣ−Ｃ線に沿う断面図
本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の１実施例
を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は（
Ａ）図のＣ−Ｃ線に沿う断面図
【図４】本発明の直接噴
射式ディーゼル機関の燃焼室の他の実施例を示し、（Ａ
）は平面図、（Ｂ）は断面図
射式ディーゼル機関の燃焼室の他の実施例を示し、（Ａ
）は平面図、（Ｂ）は断面図
【図５】本発明の直接噴射
式ディーゼル機関の燃焼室の他の実施例を示し、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は断面図
式ディーゼル機関の燃焼室の他の実施例を示し、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は断面図
１…ピストン、５…シリンダヘッド、６…燃料噴射弁、
６ａ…ノズル、７…燃焼室、９…突出部、１１…壁面、
１２、１３、１５、１６…突起部、１２ａ…窪み。
６ａ…ノズル、７…燃焼室、９…突出部、１１…壁面、
１２、１３、１５、１６…突起部、１２ａ…窪み。
Claims (4)
- 【請求項１】ピストンの頂部に形成される燃焼室と、シ
リンダヘッドに配設される燃料噴射弁とを有し、該燃料
噴射弁のノズルに対向して燃焼室の底面に突出部を形成
すると共に、前記燃焼室の底面または壁面に複数の突起
部を形成し、該突起部の間に燃料を噴射することを特徴
とする直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室。 - 【請求項２】前記突起部は、前記燃焼室の壁面の根元に
窪みを有する曲面形状の突起部であることを特徴とする
請求項１に記載の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室。 - 【請求項３】前記突起部は、前記燃焼室の壁面から径方
向に延びるプレート形状の突起部であることを特徴とす
る請求項１に記載の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室
。 - 【請求項４】前記突起部は、前記燃焼室の底面に設けら
れるロッド形状の突起部であることを特徴とする請求項
１に記載の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2408346A JP2653556B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2408346A JP2653556B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04228821A true JPH04228821A (ja) | 1992-08-18 |
| JP2653556B2 JP2653556B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=18517809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2408346A Expired - Lifetime JP2653556B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2653556B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0693864A (ja) * | 1992-09-16 | 1994-04-05 | Shinnenshiyou Syst Kenkyusho:Kk | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 |
| WO2007128446A1 (de) * | 2006-05-04 | 2007-11-15 | Daimler Ag | Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine und brennkraftmaschine für ein solches verfahren |
| JP2009150361A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Mitsubishi Motors Corp | 直接噴射式ディーゼルエンジン用ピストン |
| EP2112348A3 (en) * | 2008-04-23 | 2010-01-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Direct fuel injection engine |
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| JP2653556B2 (ja) | 1997-09-17 |
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