JPH0571347A - 直接噴射式デイーゼル機関の燃焼室 - Google Patents
直接噴射式デイーゼル機関の燃焼室Info
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- JPH0571347A JPH0571347A JP3228046A JP22804691A JPH0571347A JP H0571347 A JPH0571347 A JP H0571347A JP 3228046 A JP3228046 A JP 3228046A JP 22804691 A JP22804691 A JP 22804691A JP H0571347 A JPH0571347 A JP H0571347A
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- fuel injection
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- 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
- F02B23/0648—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
- F02B23/0651—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室におい
て、従来技術に比べ燃費、黒煙が良好で、かつ、ＮＯｘ
が低い燃焼を実現することを目的とする。 【構成】 上部は、浅皿形形状を有し、下部は、入口部
にＲ付きで絞られた形状を有し、または、中央突起部を
有する形状の燃焼室であり、燃料噴射は、該二分割され
た燃焼室に対してそれぞれに行い、燃料噴射初期の噴射
率制御期間中には、燃料噴射を上部燃焼室の底面と下部
燃焼室の傾斜面とのそれぞれに行い、燃料噴射後期に
は、高圧噴射を上部燃焼室の頂面に行うことにより該頂
面ならびにシリンダヘッドとピストン頂面との間のすき
ま部に燃料を分散すべく構成した。
て、従来技術に比べ燃費、黒煙が良好で、かつ、ＮＯｘ
が低い燃焼を実現することを目的とする。 【構成】 上部は、浅皿形形状を有し、下部は、入口部
にＲ付きで絞られた形状を有し、または、中央突起部を
有する形状の燃焼室であり、燃料噴射は、該二分割され
た燃焼室に対してそれぞれに行い、燃料噴射初期の噴射
率制御期間中には、燃料噴射を上部燃焼室の底面と下部
燃焼室の傾斜面とのそれぞれに行い、燃料噴射後期に
は、高圧噴射を上部燃焼室の頂面に行うことにより該頂
面ならびにシリンダヘッドとピストン頂面との間のすき
ま部に燃料を分散すべく構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直接噴射式ディーゼル
機関において、ピストンの頂面に凹部状に形成され、上
部と下部とに二分割された燃焼室に関する。
機関において、ピストンの頂面に凹部状に形成され、上
部と下部とに二分割された燃焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、直接噴射式ディーゼル機関の燃焼
室を上部と下部とに二分割し、該二分割した燃焼室のそ
れぞれに多噴孔ノズルより燃料を噴射し、緩慢な燃焼を
行うようにすることにより、ＮＯｘを低減する技術は、
公知のものであり、例えば、実開昭６３−７３５２９号
公報に記載の技術の如くである。しかし、従来の技術に
は、燃料噴射初期の燃焼を制御する噴射率制御が無く、
燃焼室の一方を副燃焼室とし、該副燃焼室の中に多くの
燃料を噴射し、濃い混合気による緩慢な燃焼を行うこと
により、ＮＯｘを低減するのであるが、該ＮＯｘの低減
量に限界があるのである。
室を上部と下部とに二分割し、該二分割した燃焼室のそ
れぞれに多噴孔ノズルより燃料を噴射し、緩慢な燃焼を
行うようにすることにより、ＮＯｘを低減する技術は、
公知のものであり、例えば、実開昭６３−７３５２９号
公報に記載の技術の如くである。しかし、従来の技術に
は、燃料噴射初期の燃焼を制御する噴射率制御が無く、
燃焼室の一方を副燃焼室とし、該副燃焼室の中に多くの
燃料を噴射し、濃い混合気による緩慢な燃焼を行うこと
により、ＮＯｘを低減するのであるが、該ＮＯｘの低減
量に限界があるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、燃
料噴射初期の燃焼を制御する噴射率制御を行い、シリン
ダヘッドとピストン頂面との間のすきま部に高圧噴霧の
一部を積極的に噴出させる為に、燃焼室上部の開口入口
径を大きくし、燃料を多噴孔ノズルＮから噴射し、前記
すきま部の空気を積極的に利用する等、より多くの空気
を利用することにより、希薄な混合気を形成し、該希薄
な混合気の積極的な燃焼を行い、従来技術に比べ燃費、
黒煙が良好で、かつ、ＮＯｘが低い燃焼を実現すること
を目的とするのである。
料噴射初期の燃焼を制御する噴射率制御を行い、シリン
ダヘッドとピストン頂面との間のすきま部に高圧噴霧の
一部を積極的に噴出させる為に、燃焼室上部の開口入口
径を大きくし、燃料を多噴孔ノズルＮから噴射し、前記
すきま部の空気を積極的に利用する等、より多くの空気
を利用することにより、希薄な混合気を形成し、該希薄
な混合気の積極的な燃焼を行い、従来技術に比べ燃費、
黒煙が良好で、かつ、ＮＯｘが低い燃焼を実現すること
を目的とするのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は以上の如
くであり、該目的を達成するために次のような構造を有
している。即ち、本発明は、上部は浅皿形形状を有し、
下部は入口部にＲ付きで絞られた形状を有する燃焼室の
形状であり、燃料噴射は、該多噴孔ノズルにより二分割
された燃焼室に対してそれぞれに行い、燃料噴射初期の
噴射率制御期間中には、燃料噴射を上部燃焼室の底面と
下部燃焼室の傾斜面との近傍にそれぞれに行い、燃料噴
射後期には、高圧噴射を上部燃焼室の頂面近傍と下部燃
焼室の絞られた入口部近傍とのそれぞれに行うように構
成し、また、上部は浅皿形形状を有し、下部は入口部に
Ｒ付きで絞られた形状を有する燃焼室の形状であり、燃
料噴射は、該多噴孔ノズルにより二分割された燃焼室に
対してそれぞれに行い、燃料噴射初期の噴射率制御期間
中には、燃料噴射を上部燃焼室の底面と下部燃焼室の傾
斜面との近傍にそれぞれに行い、燃料噴射後期には、高
圧噴射を上部燃焼室の頂面に行うことにより該頂面近傍
ならびにシリンダヘッドとピストン頂面との間のすきま
部近傍に燃料を分散し、下部燃焼室では、Ｒ付きで絞ら
れた入口部近傍に燃料を衝突させることにより、上部と
下部の両方の燃焼室に燃料を分散するように構成し、ま
た、上部は浅皿形形状を有し、下部は入口部にＲ付きで
絞られた形状で、中央突起部を有する燃焼室の形状であ
り、燃料噴射は、該多噴孔ノズルにより二分割された燃
焼室に対してそれぞれに行い、燃料噴射初期の噴射率制
御期間中には、燃料噴射を上部燃焼室の底面と下部燃焼
室の中央突起部ならびに傾斜面との近傍にそれぞれに行
い、燃料噴射後期には、高圧噴射を上部燃焼室の頂面近
傍に行い、下部燃焼室では、中央突起部ならびに傾斜面
近傍に継続して行うように構成したものである。
くであり、該目的を達成するために次のような構造を有
している。即ち、本発明は、上部は浅皿形形状を有し、
下部は入口部にＲ付きで絞られた形状を有する燃焼室の
形状であり、燃料噴射は、該多噴孔ノズルにより二分割
された燃焼室に対してそれぞれに行い、燃料噴射初期の
噴射率制御期間中には、燃料噴射を上部燃焼室の底面と
下部燃焼室の傾斜面との近傍にそれぞれに行い、燃料噴
射後期には、高圧噴射を上部燃焼室の頂面近傍と下部燃
焼室の絞られた入口部近傍とのそれぞれに行うように構
成し、また、上部は浅皿形形状を有し、下部は入口部に
Ｒ付きで絞られた形状を有する燃焼室の形状であり、燃
料噴射は、該多噴孔ノズルにより二分割された燃焼室に
対してそれぞれに行い、燃料噴射初期の噴射率制御期間
中には、燃料噴射を上部燃焼室の底面と下部燃焼室の傾
斜面との近傍にそれぞれに行い、燃料噴射後期には、高
圧噴射を上部燃焼室の頂面に行うことにより該頂面近傍
ならびにシリンダヘッドとピストン頂面との間のすきま
部近傍に燃料を分散し、下部燃焼室では、Ｒ付きで絞ら
れた入口部近傍に燃料を衝突させることにより、上部と
下部の両方の燃焼室に燃料を分散するように構成し、ま
た、上部は浅皿形形状を有し、下部は入口部にＲ付きで
絞られた形状で、中央突起部を有する燃焼室の形状であ
り、燃料噴射は、該多噴孔ノズルにより二分割された燃
焼室に対してそれぞれに行い、燃料噴射初期の噴射率制
御期間中には、燃料噴射を上部燃焼室の底面と下部燃焼
室の中央突起部ならびに傾斜面との近傍にそれぞれに行
い、燃料噴射後期には、高圧噴射を上部燃焼室の頂面近
傍に行い、下部燃焼室では、中央突起部ならびに傾斜面
近傍に継続して行うように構成したものである。
【０００５】
【作用】次に、作用について説明すると、請求項１の如
く構成したので、空気の流動、乱れが少ない浅皿形形状
の上部燃焼室１ならびに入口部５がＲ付きで絞られた形
状の下部燃焼室２とにより形成された燃焼室に対して、
それぞれに燃料の噴射を行い、該噴射初期には、初期燃
焼を制御する噴射率制御を行い、噴射後期には、多噴孔
ノズルＮによる高圧噴射を行い、シリンダヘッド６とピ
ストン頂面７ａとの間のすきま部３の空気を積極的に利
用する等、より多くの空気を利用することにより、希薄
な混合気を形成し、該希薄な混合気の急速な燃焼が行わ
れるのである。また、請求項２の如く構成したので、空
気の流動、乱れが少ない浅皿形形状の上部燃焼室１なら
びに入口部５がＲ付きで絞られた形状の下部燃焼室２と
により形成された燃焼室に対して、それぞれに燃料の噴
射を行い、該噴射初期には、初期燃焼を制御する噴射率
制御を行い、噴射後期には、多噴孔ノズルＮによる高圧
噴射を行い、該上部燃焼室１において、シリンダヘッド
６とピストン頂面７ａとの間のすきま部３の空気を積極
的に利用する等、より多くの空気を利用することによ
り、希薄な混合気を形成し、該希薄な混合気の急速な燃
焼が行われ、ならびに下部燃焼室２のＲ付きで絞られた
入口部５に高圧噴霧を衝突させることにより、上部と下
部の両方の燃焼室１・２にて急速な燃焼が行われるので
ある。また、請求項３の如く構成したので、噴射初期に
は、空気の流動、乱れが少ない浅皿形形状の上部燃焼室
１の底面１ａならびに入口部５がＲ付きで絞られた形状
であり、中央突起部２ａを有する形状である下部燃焼室
２の該中央突起部傾斜面９ａにて噴霧の発達を抑制し、
かつ、噴射率制御により、濃い混合気による燃焼が行わ
れ、噴射後期には、上部燃焼室１にてシリンダヘッド６
とピストン頂面７ａとの間のすきま部３に高圧噴霧の一
部が噴出することにより、該すきま部３の空気を積極的
に利用する等、より多くの空気を利用し、希薄な混合気
を形成し、該希薄な混合気の急速な燃焼が行われ、下部
燃焼室２にて初期燃焼時に生成されたすすの再燃焼が行
われるのである。
く構成したので、空気の流動、乱れが少ない浅皿形形状
の上部燃焼室１ならびに入口部５がＲ付きで絞られた形
状の下部燃焼室２とにより形成された燃焼室に対して、
それぞれに燃料の噴射を行い、該噴射初期には、初期燃
焼を制御する噴射率制御を行い、噴射後期には、多噴孔
ノズルＮによる高圧噴射を行い、シリンダヘッド６とピ
ストン頂面７ａとの間のすきま部３の空気を積極的に利
用する等、より多くの空気を利用することにより、希薄
な混合気を形成し、該希薄な混合気の急速な燃焼が行わ
れるのである。また、請求項２の如く構成したので、空
気の流動、乱れが少ない浅皿形形状の上部燃焼室１なら
びに入口部５がＲ付きで絞られた形状の下部燃焼室２と
により形成された燃焼室に対して、それぞれに燃料の噴
射を行い、該噴射初期には、初期燃焼を制御する噴射率
制御を行い、噴射後期には、多噴孔ノズルＮによる高圧
噴射を行い、該上部燃焼室１において、シリンダヘッド
６とピストン頂面７ａとの間のすきま部３の空気を積極
的に利用する等、より多くの空気を利用することによ
り、希薄な混合気を形成し、該希薄な混合気の急速な燃
焼が行われ、ならびに下部燃焼室２のＲ付きで絞られた
入口部５に高圧噴霧を衝突させることにより、上部と下
部の両方の燃焼室１・２にて急速な燃焼が行われるので
ある。また、請求項３の如く構成したので、噴射初期に
は、空気の流動、乱れが少ない浅皿形形状の上部燃焼室
１の底面１ａならびに入口部５がＲ付きで絞られた形状
であり、中央突起部２ａを有する形状である下部燃焼室
２の該中央突起部傾斜面９ａにて噴霧の発達を抑制し、
かつ、噴射率制御により、濃い混合気による燃焼が行わ
れ、噴射後期には、上部燃焼室１にてシリンダヘッド６
とピストン頂面７ａとの間のすきま部３に高圧噴霧の一
部が噴出することにより、該すきま部３の空気を積極的
に利用する等、より多くの空気を利用し、希薄な混合気
を形成し、該希薄な混合気の急速な燃焼が行われ、下部
燃焼室２にて初期燃焼時に生成されたすすの再燃焼が行
われるのである。
【０００６】
【実施例】次に、添付の図面に示した本発明の実施例に
ついて説明する。図１は、本発明の請求項１の実施例を
示す噴射率制御期間中の噴射前期（クランク角０°ａＴ
ＤＣ）状態を模式的に示す上面図と縦断面図、図２は、
同じく噴射前期（クランク角０°ａＴＤＣ）の噴射状態
を具体的に示す上面図と縦断面図、図３は、同じく噴射
後期（クランク角２０°ａＴＤＣ）の高圧噴射時の状態
を模式的に示す上面図と縦断面図、図４は、同じく噴射
後期（クランク角２０°ａＴＤＣ）の状態を具体的に示
す上面図と縦断面図、図５は、本発明の請求項２の第一
の実施例を示す直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の噴
射率制御期間中の噴射前期（クランク角０°ａＴＤＣ）
の状態を示す上面図と縦断面図、図６は、同じく噴射後
期（クランク角２０°ａＴＤＣ）の高圧噴射時の状態を
示す上面図と縦断面図、図７は、本発明の請求項２の第
二の実施例を示す直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の
噴射率制御期間中の噴射前期（クランク角０°ａＴＤ
Ｃ）の状態を示す上面図と縦断面図、図８は、同じく噴
射後期（クランク角２０°ａＴＤＣ）の高圧噴射時の状
態を示す上面図と縦断面図、図９は、本発明の請求項３
の実施例を示す直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の噴
射率制御期間中の噴射前期（クランク角０°ａＴＤＣ）
状態を示す模式的な上面図と縦断面図、図１０は、同じ
く噴射前期（クランク角０°ａＴＤＣ）の具体的な上面
図と縦断面図、図１１は、同じく噴射後期（クランク角
２０°ａＴＤＣ）の模式的な高圧噴射時の状態を示す上
面図と縦断面図、図１２は、同じく噴射後期（クランク
角２０°ａＴＤＣ）の具体的な上面図と縦断面図、図１
３は、燃料消費率とＮＯｘと黒煙排気色の特性を示す
図、図１４は、噴射率制御の特性を示す図である。
ついて説明する。図１は、本発明の請求項１の実施例を
示す噴射率制御期間中の噴射前期（クランク角０°ａＴ
ＤＣ）状態を模式的に示す上面図と縦断面図、図２は、
同じく噴射前期（クランク角０°ａＴＤＣ）の噴射状態
を具体的に示す上面図と縦断面図、図３は、同じく噴射
後期（クランク角２０°ａＴＤＣ）の高圧噴射時の状態
を模式的に示す上面図と縦断面図、図４は、同じく噴射
後期（クランク角２０°ａＴＤＣ）の状態を具体的に示
す上面図と縦断面図、図５は、本発明の請求項２の第一
の実施例を示す直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の噴
射率制御期間中の噴射前期（クランク角０°ａＴＤＣ）
の状態を示す上面図と縦断面図、図６は、同じく噴射後
期（クランク角２０°ａＴＤＣ）の高圧噴射時の状態を
示す上面図と縦断面図、図７は、本発明の請求項２の第
二の実施例を示す直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の
噴射率制御期間中の噴射前期（クランク角０°ａＴＤ
Ｃ）の状態を示す上面図と縦断面図、図８は、同じく噴
射後期（クランク角２０°ａＴＤＣ）の高圧噴射時の状
態を示す上面図と縦断面図、図９は、本発明の請求項３
の実施例を示す直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の噴
射率制御期間中の噴射前期（クランク角０°ａＴＤＣ）
状態を示す模式的な上面図と縦断面図、図１０は、同じ
く噴射前期（クランク角０°ａＴＤＣ）の具体的な上面
図と縦断面図、図１１は、同じく噴射後期（クランク角
２０°ａＴＤＣ）の模式的な高圧噴射時の状態を示す上
面図と縦断面図、図１２は、同じく噴射後期（クランク
角２０°ａＴＤＣ）の具体的な上面図と縦断面図、図１
３は、燃料消費率とＮＯｘと黒煙排気色の特性を示す
図、図１４は、噴射率制御の特性を示す図である。
【０００７】図１・図２・図３・図４において、本発明
の請求項１の実施例を説明すると、シリンダ１０の上部
は、シリンダヘッド６により閉鎖されており、該シリン
ダヘッド６には、噴孔径を絞った多噴孔ノズルＮが設け
られている。前記シリンダ１０内には、ピストン７が摺
動可能に配設されており、該ピストン７の頂面７ａに
は、凹部状の燃焼室が形成され、該燃焼室は、上部燃焼
室１と下部燃焼室２とに二分割されている。該上部燃焼
室１は、入口部４の開口入口径が大きい浅皿形形状であ
り、下部燃焼室２は、入口部５がＲ付きで絞られた形状
である。
の請求項１の実施例を説明すると、シリンダ１０の上部
は、シリンダヘッド６により閉鎖されており、該シリン
ダヘッド６には、噴孔径を絞った多噴孔ノズルＮが設け
られている。前記シリンダ１０内には、ピストン７が摺
動可能に配設されており、該ピストン７の頂面７ａに
は、凹部状の燃焼室が形成され、該燃焼室は、上部燃焼
室１と下部燃焼室２とに二分割されている。該上部燃焼
室１は、入口部４の開口入口径が大きい浅皿形形状であ
り、下部燃焼室２は、入口部５がＲ付きで絞られた形状
である。
【０００８】このような構成において、ピストン７が上
昇して、シリンダ１０内の空気を圧縮し、図１に示す如
く、ピストン７が上死点に移動した時に、燃料噴射ポン
プにより加圧された燃料が前記多噴孔ノズルＮから噴射
するのである。該多噴孔ノズルＮによる燃料の噴射は多
噴孔より、前記上部燃焼室１と下部燃焼室のそれぞれに
行われるのであり、該上部燃焼室１においては、噴射率
を制御した燃料噴射初期には、浅皿形形状の底面１ａに
噴射し、噴射後期の高圧噴射時には、ピストン７の下降
に伴い、なだらかな傾斜面１ｂに噴射し、図４に示す如
く、シリンダヘッド６とピストン頂面７ａとの間のすき
ま部３に高圧噴霧の一部が噴出するのである。同時に、
下部燃焼室２においては、噴射率を制御した燃料噴射初
期には、該底面２ａと側壁２ｂとを結び、前記多噴孔ノ
ズルＮから該壁面２ｂまでの距離が最長の位置であるｒ
部に噴射し、噴射後期の高圧噴射時には、ピストン７の
下降に伴い、側壁２ｂの傾斜面に噴射するのである。
昇して、シリンダ１０内の空気を圧縮し、図１に示す如
く、ピストン７が上死点に移動した時に、燃料噴射ポン
プにより加圧された燃料が前記多噴孔ノズルＮから噴射
するのである。該多噴孔ノズルＮによる燃料の噴射は多
噴孔より、前記上部燃焼室１と下部燃焼室のそれぞれに
行われるのであり、該上部燃焼室１においては、噴射率
を制御した燃料噴射初期には、浅皿形形状の底面１ａに
噴射し、噴射後期の高圧噴射時には、ピストン７の下降
に伴い、なだらかな傾斜面１ｂに噴射し、図４に示す如
く、シリンダヘッド６とピストン頂面７ａとの間のすき
ま部３に高圧噴霧の一部が噴出するのである。同時に、
下部燃焼室２においては、噴射率を制御した燃料噴射初
期には、該底面２ａと側壁２ｂとを結び、前記多噴孔ノ
ズルＮから該壁面２ｂまでの距離が最長の位置であるｒ
部に噴射し、噴射後期の高圧噴射時には、ピストン７の
下降に伴い、側壁２ｂの傾斜面に噴射するのである。
【０００９】以上の如く構成することにより、図１・図
２に示す燃料噴射初期には、空気の流動、乱れが少ない
浅皿形形状の上部燃焼室１ならびに入口部５がＲ形状の
下部燃焼室２に加えて、噴射率制御により燃焼を制御
し、図３・図４に示す噴射後期には、前記すきま部３の
空気を積極的に利用する等、より多くの空気を利用する
ことにより、希薄な混合気を形成し、該希薄な混合気の
急速な燃焼を行うのである。そして、このように燃焼室
を二分割し、それぞれの燃焼室１・２に噴孔径を絞った
多噴孔ノズルＮによる高圧噴射を行うことにより、均一
で希薄な混合気を分布し、燃費とＮＯｘの両方を低減す
るのである。
２に示す燃料噴射初期には、空気の流動、乱れが少ない
浅皿形形状の上部燃焼室１ならびに入口部５がＲ形状の
下部燃焼室２に加えて、噴射率制御により燃焼を制御
し、図３・図４に示す噴射後期には、前記すきま部３の
空気を積極的に利用する等、より多くの空気を利用する
ことにより、希薄な混合気を形成し、該希薄な混合気の
急速な燃焼を行うのである。そして、このように燃焼室
を二分割し、それぞれの燃焼室１・２に噴孔径を絞った
多噴孔ノズルＮによる高圧噴射を行うことにより、均一
で希薄な混合気を分布し、燃費とＮＯｘの両方を低減す
るのである。
【００１０】図５・図６において、本発明の請求項２の
第一の実施例を説明すると、シリンダ１０の上部は、シ
リンダヘッド６により閉鎖されており、該シリンダヘッ
ド６には、噴孔径を絞った多噴孔ノズルＮが設けられて
いる。前記シリンダ１０内には、ピストン７が摺動可能
に配設されており、該ピストン７の頂面７ａには、凹部
状の燃焼室が形成され、該燃焼室は、上部燃焼室１と下
部燃焼室２とに二分割されている。該上部燃焼室１は、
入口部４の開口入口径が大きい浅皿形形状であり、下部
燃焼室２は、入口部５がＲ付きで絞られた形状である。
第一の実施例を説明すると、シリンダ１０の上部は、シ
リンダヘッド６により閉鎖されており、該シリンダヘッ
ド６には、噴孔径を絞った多噴孔ノズルＮが設けられて
いる。前記シリンダ１０内には、ピストン７が摺動可能
に配設されており、該ピストン７の頂面７ａには、凹部
状の燃焼室が形成され、該燃焼室は、上部燃焼室１と下
部燃焼室２とに二分割されている。該上部燃焼室１は、
入口部４の開口入口径が大きい浅皿形形状であり、下部
燃焼室２は、入口部５がＲ付きで絞られた形状である。
【００１１】このような構成において、ピストン７が上
昇して、シリンダ１０内の空気を圧縮し、図５に示す如
く、ピストン７が上死点に移動した時に、燃料噴射ポン
プにより加圧された燃料が前記多噴孔ノズルＮから噴射
するのである。該多噴孔ノズルＮによる燃料の噴射は、
多噴孔より前記上部燃焼室１と下部燃焼室のそれぞれに
行われるのであり、該上部燃焼室１においては、噴射率
を制御した燃料噴射初期には、浅皿形形状の底面１ａに
噴射し、噴射後期の高圧噴射時には、ピストン７の下降
に伴い、なだらかな傾斜面１ｂに噴射し、図６に示す如
く、シリンダヘッド６とピストン頂面７ａとの間のすき
ま部３に高圧噴霧の一部が噴出するのである。同時に、
下部燃焼室２においては、噴射率を制御した燃料噴射初
期には、該底面２ａと側壁２ｂとを結び、前記多噴孔ノ
ズルＮから該壁面２ｂまでの距離が最長の位置であるｒ
部に噴射し、噴射後期の高圧噴射時には、ピストン７の
下降に伴い、側壁２ｂの傾斜面から入口部５のＲ部に噴
射し、図６に示す如く、上部燃焼室１側に噴霧の一部が
噴出するのである。
昇して、シリンダ１０内の空気を圧縮し、図５に示す如
く、ピストン７が上死点に移動した時に、燃料噴射ポン
プにより加圧された燃料が前記多噴孔ノズルＮから噴射
するのである。該多噴孔ノズルＮによる燃料の噴射は、
多噴孔より前記上部燃焼室１と下部燃焼室のそれぞれに
行われるのであり、該上部燃焼室１においては、噴射率
を制御した燃料噴射初期には、浅皿形形状の底面１ａに
噴射し、噴射後期の高圧噴射時には、ピストン７の下降
に伴い、なだらかな傾斜面１ｂに噴射し、図６に示す如
く、シリンダヘッド６とピストン頂面７ａとの間のすき
ま部３に高圧噴霧の一部が噴出するのである。同時に、
下部燃焼室２においては、噴射率を制御した燃料噴射初
期には、該底面２ａと側壁２ｂとを結び、前記多噴孔ノ
ズルＮから該壁面２ｂまでの距離が最長の位置であるｒ
部に噴射し、噴射後期の高圧噴射時には、ピストン７の
下降に伴い、側壁２ｂの傾斜面から入口部５のＲ部に噴
射し、図６に示す如く、上部燃焼室１側に噴霧の一部が
噴出するのである。
【００１２】以上の如く構成することにより、図５に示
す燃料噴射初期には、空気の流動、乱れが少ない浅皿形
形状の上部燃焼室１ならびに入口部５がＲ形状の下部燃
焼室２に加えて、噴射率制御により、燃焼を制御し、図
６に示す噴射後期には、前記すきま部３の空気を積極的
に利用する等、より多くの空気を利用することにより、
希薄な混合気を形成し、該希薄な混合気の急速な燃焼を
行い、同時に、下部燃焼室２の入口部５のＲ部に高圧噴
霧を衝突させることにより、上部と下部の両方の燃焼室
１・２にて急速な燃焼を行うのである。そして、このよ
うに燃焼室を二分割し、それぞれの燃焼室１・２に噴孔
径を絞った多噴孔ノズルＮによる高圧噴射を行うことに
より、均一で希薄な混合気を分布し、また該両方の燃焼
室１・２に高圧噴霧を衝突、分散させ急速な燃焼を行う
ことにより、燃費とＮＯｘの両方を低減するのである。
図７・図８に示す実施例は、前記の請求項２の第一の実
施例と同様の構成において、下部燃焼室２の底面２ａ中
央部に突起部２ｃを設けたものである。
す燃料噴射初期には、空気の流動、乱れが少ない浅皿形
形状の上部燃焼室１ならびに入口部５がＲ形状の下部燃
焼室２に加えて、噴射率制御により、燃焼を制御し、図
６に示す噴射後期には、前記すきま部３の空気を積極的
に利用する等、より多くの空気を利用することにより、
希薄な混合気を形成し、該希薄な混合気の急速な燃焼を
行い、同時に、下部燃焼室２の入口部５のＲ部に高圧噴
霧を衝突させることにより、上部と下部の両方の燃焼室
１・２にて急速な燃焼を行うのである。そして、このよ
うに燃焼室を二分割し、それぞれの燃焼室１・２に噴孔
径を絞った多噴孔ノズルＮによる高圧噴射を行うことに
より、均一で希薄な混合気を分布し、また該両方の燃焼
室１・２に高圧噴霧を衝突、分散させ急速な燃焼を行う
ことにより、燃費とＮＯｘの両方を低減するのである。
図７・図８に示す実施例は、前記の請求項２の第一の実
施例と同様の構成において、下部燃焼室２の底面２ａ中
央部に突起部２ｃを設けたものである。
【００１３】図９・図１０・図１１・図１２において、
本発明の請求項３の実施例を説明すると、シリンダ１０
の上部は、シリンダヘッド６により閉鎖されており、該
シリンダヘッド６には、噴孔を絞った多噴孔ノズルＮが
設けられている。前記シリンダ１０内には、ピストン７
が摺動可能に配設されており、該ピストン７の頂面７ａ
には、凹部状の燃焼室が形成され、該燃焼室は、上部燃
焼室１と下部燃焼室２とに二分割されている。該上部燃
焼室１は、入口部４の開口入口径が大きい浅皿形形状で
あり、下部燃焼室２は、入口部５がＲ付きで絞られた形
状であり、かつ、底面の中央部９に突起付きの傾斜面９
ａを有する形状である。
本発明の請求項３の実施例を説明すると、シリンダ１０
の上部は、シリンダヘッド６により閉鎖されており、該
シリンダヘッド６には、噴孔を絞った多噴孔ノズルＮが
設けられている。前記シリンダ１０内には、ピストン７
が摺動可能に配設されており、該ピストン７の頂面７ａ
には、凹部状の燃焼室が形成され、該燃焼室は、上部燃
焼室１と下部燃焼室２とに二分割されている。該上部燃
焼室１は、入口部４の開口入口径が大きい浅皿形形状で
あり、下部燃焼室２は、入口部５がＲ付きで絞られた形
状であり、かつ、底面の中央部９に突起付きの傾斜面９
ａを有する形状である。
【００１４】このような構成において、ピストン７が上
昇して、シリンダ１０内の空気を圧縮し、図５に示す如
く、ピストン７が上死点に移動した時に、燃料噴射ポン
プにより加圧された燃料が、前記多噴孔ノズルＮから噴
射するのである。該多噴孔ノズルＮによる燃料の噴射
は、前記上部燃焼室１と下部燃焼室のそれぞれに行われ
るのであり、該上部燃焼室１においては、噴射率を制御
した燃料噴射初期には、浅皿形形状の底面１ａに噴射
し、噴射後期の高圧噴射時には、ピストン７の下降に伴
い、なだらかな傾斜面１ｂに噴射し、図１２に示す如
く、シリンダヘッド６とピストン頂面７ａとの間のすき
ま部３に高圧噴霧の一部が噴出するのである。同時に、
下部燃焼室２においては、噴射率を制御した燃料噴射初
期には、該底面の中央突起部９の傾斜面９ａ上部に噴射
し、噴射後期の高圧噴射時には、該中央突起部９の傾斜
面９ａ下部に噴射するのである。
昇して、シリンダ１０内の空気を圧縮し、図５に示す如
く、ピストン７が上死点に移動した時に、燃料噴射ポン
プにより加圧された燃料が、前記多噴孔ノズルＮから噴
射するのである。該多噴孔ノズルＮによる燃料の噴射
は、前記上部燃焼室１と下部燃焼室のそれぞれに行われ
るのであり、該上部燃焼室１においては、噴射率を制御
した燃料噴射初期には、浅皿形形状の底面１ａに噴射
し、噴射後期の高圧噴射時には、ピストン７の下降に伴
い、なだらかな傾斜面１ｂに噴射し、図１２に示す如
く、シリンダヘッド６とピストン頂面７ａとの間のすき
ま部３に高圧噴霧の一部が噴出するのである。同時に、
下部燃焼室２においては、噴射率を制御した燃料噴射初
期には、該底面の中央突起部９の傾斜面９ａ上部に噴射
し、噴射後期の高圧噴射時には、該中央突起部９の傾斜
面９ａ下部に噴射するのである。
【００１５】以上の如く構成することにより、図９・図
１０に示す燃料噴射初期には、空気の流動、乱れが少な
い浅皿形形状の上部燃焼室１の底面１ａならびに入口部
５がＲ形状の下部燃焼室２の中央突起部９の傾斜面９ａ
にて、噴霧の発達を制御し、濃い混合気による燃焼を行
い、図１１・図１２に示す噴射後期には、上部燃焼室１
にて前記すきま部３の空気を積極的に利用する等、より
多くの空気を利用することにより、希薄な混合気を形成
し、該希薄な混合気の急速な燃焼を行い、同時に、下部
燃焼室２にて初期燃焼時に生成したすすの再燃焼を行う
のである。そして、このように燃焼室を二分割し、それ
ぞれの燃焼室１・２にて濃い混合気による燃焼、希薄な
混合気による燃焼を行うことにより、燃費とＮＯｘの両
方を低減するのである。
１０に示す燃料噴射初期には、空気の流動、乱れが少な
い浅皿形形状の上部燃焼室１の底面１ａならびに入口部
５がＲ形状の下部燃焼室２の中央突起部９の傾斜面９ａ
にて、噴霧の発達を制御し、濃い混合気による燃焼を行
い、図１１・図１２に示す噴射後期には、上部燃焼室１
にて前記すきま部３の空気を積極的に利用する等、より
多くの空気を利用することにより、希薄な混合気を形成
し、該希薄な混合気の急速な燃焼を行い、同時に、下部
燃焼室２にて初期燃焼時に生成したすすの再燃焼を行う
のである。そして、このように燃焼室を二分割し、それ
ぞれの燃焼室１・２にて濃い混合気による燃焼、希薄な
混合気による燃焼を行うことにより、燃費とＮＯｘの両
方を低減するのである。
【００１６】図１３は、以上のような実施例における燃
料消費率、ＮＯｘの低減量、黒煙排気色の従来技術との
比較を示している。×印の実線は、請求項１の実施例を
示し、△印の一点鎖線は、請求項２の実施例を示し、○
印の破線は、請求項３の実施例を示し、○印の実線は、
従来例を示しているのである。このように図１３に示す
如く、本発明の実施例は、従来技術より燃費、黒煙が良
好で、かつ、ＮＯｘが低い燃焼を実現しているのであ
る。
料消費率、ＮＯｘの低減量、黒煙排気色の従来技術との
比較を示している。×印の実線は、請求項１の実施例を
示し、△印の一点鎖線は、請求項２の実施例を示し、○
印の破線は、請求項３の実施例を示し、○印の実線は、
従来例を示しているのである。このように図１３に示す
如く、本発明の実施例は、従来技術より燃費、黒煙が良
好で、かつ、ＮＯｘが低い燃焼を実現しているのであ
る。
【００１７】次に、図１４おいて、本発明の各実施例に
おける燃料噴射制御について説明すると、図１４の横軸
は、クランク角、縦軸は、弁リフト量と噴射圧力であ
り、該図に示す如く、噴射期間の初期に噴射率を制御
し、その後に噴射圧力が最大となるように燃料噴射を制
御しており、噴射率制御期間θ１は、全噴射期間θの三
分の一以上に選定されている。噴射は、例えば上死点前
１０°付近から上死点付近までの間、好ましくは上死点
５°付近で開始され、上死点２５°付近から３５°付近
までの間、好ましくは３０°付近で終了するように制御
され、全噴射期間θは、２５°から３５°程度となる。
また、噴射圧力は、上死点２０°付近で最大となるよう
に制御されているのである。
おける燃料噴射制御について説明すると、図１４の横軸
は、クランク角、縦軸は、弁リフト量と噴射圧力であ
り、該図に示す如く、噴射期間の初期に噴射率を制御
し、その後に噴射圧力が最大となるように燃料噴射を制
御しており、噴射率制御期間θ１は、全噴射期間θの三
分の一以上に選定されている。噴射は、例えば上死点前
１０°付近から上死点付近までの間、好ましくは上死点
５°付近で開始され、上死点２５°付近から３５°付近
までの間、好ましくは３０°付近で終了するように制御
され、全噴射期間θは、２５°から３５°程度となる。
また、噴射圧力は、上死点２０°付近で最大となるよう
に制御されているのである。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、以上のような構造及び実施例
を有しているので、以下のような効果を奏するものであ
る。即ち、請求項１、および請求項２の如く構成したの
で、緩やかな初期燃焼により、ＮＯｘと騒音を制御し、
後期の比較的に希薄な混合気の燃焼により、ＮＯｘなら
びに燃費の両方の低減が可能になるのである。また、請
求項３の如く構成したので、濃い混合気による初期燃焼
により、ＮＯｘを制御し、後期の比較的に希薄な混合気
の燃焼とすすの再燃焼により、ＮＯｘならびに燃費の両
方の低減が可能になるのである。
を有しているので、以下のような効果を奏するものであ
る。即ち、請求項１、および請求項２の如く構成したの
で、緩やかな初期燃焼により、ＮＯｘと騒音を制御し、
後期の比較的に希薄な混合気の燃焼により、ＮＯｘなら
びに燃費の両方の低減が可能になるのである。また、請
求項３の如く構成したので、濃い混合気による初期燃焼
により、ＮＯｘを制御し、後期の比較的に希薄な混合気
の燃焼とすすの再燃焼により、ＮＯｘならびに燃費の両
方の低減が可能になるのである。
【図１】本発明の請求項１の実施例を示す噴射率制御期
間中の噴射前期（クランク角０°ａＴＤＣ）状態を模式
的に示す上面図と縦断面図である。
間中の噴射前期（クランク角０°ａＴＤＣ）状態を模式
的に示す上面図と縦断面図である。
【図２】同じく噴射前期（クランク角０°ａＴＤＣ）の
噴射状態を具体的に示す上面図と縦断面図である。
噴射状態を具体的に示す上面図と縦断面図である。
【図３】同じく噴射後期（クランク角２０°ａＴＤＣ）
の高圧噴射時の状態を模式的に示す上面図と縦断面図で
ある。
の高圧噴射時の状態を模式的に示す上面図と縦断面図で
ある。
【図４】同じく噴射後期（クランク角２０°ａＴＤＣ）
の状態を具体的に示す上面図と縦断面図である。
の状態を具体的に示す上面図と縦断面図である。
【図５】本発明の請求項２の第一の実施例を示す直接噴
射式ディーゼル機関の燃焼室の噴射率制御期間中の噴射
前期（クランク角０°ａＴＤＣ）の状態を示す上面図と
縦断面図である。
射式ディーゼル機関の燃焼室の噴射率制御期間中の噴射
前期（クランク角０°ａＴＤＣ）の状態を示す上面図と
縦断面図である。
【図６】同じく噴射後期（クランク角２０°ａＴＤＣ）
の高圧噴射時の状態を示す上面図と縦断面図である。
の高圧噴射時の状態を示す上面図と縦断面図である。
【図７】本発明の請求項２の第二の実施例を示す直接噴
射式ディーゼル機関の燃焼室の噴射率制御期間中の噴射
前期（クランク角０°ａＴＤＣ）の状態を示す上面図と
縦断面図である。
射式ディーゼル機関の燃焼室の噴射率制御期間中の噴射
前期（クランク角０°ａＴＤＣ）の状態を示す上面図と
縦断面図である。
【図８】同じく噴射後期（クランク角２０°ａＴＤＣ）
の高圧噴射時の状態を示す上面図と縦断面図である。
の高圧噴射時の状態を示す上面図と縦断面図である。
【図９】本発明の請求項３の実施例を示す直接噴射式デ
ィーゼル機関の燃焼室の噴射率制御期間中の噴射前期
（クランク角０°ａＴＤＣ）状態を示す模式的な上面図
と縦断面図である。
ィーゼル機関の燃焼室の噴射率制御期間中の噴射前期
（クランク角０°ａＴＤＣ）状態を示す模式的な上面図
と縦断面図である。
【図１０】同じく噴射前期（クランク角０°ａＴＤＣ）
の具体的な上面図と縦断面図である。
の具体的な上面図と縦断面図である。
【図１１】同じく噴射後期（クランク角２０°ａＴＤ
Ｃ）の模式的な高圧噴射時の状態を示す上面図と縦断面
図である。
Ｃ）の模式的な高圧噴射時の状態を示す上面図と縦断面
図である。
【図１２】同じく噴射後期（クランク角２０°ａＴＤ
Ｃ）の具体的な上面図と縦断面図である。
Ｃ）の具体的な上面図と縦断面図である。
【図１３】燃料消費率とＮＯｘと黒煙排気色の特性を示
す図である。
す図である。
【図１４】噴射率制御の特性を示す図である。
１ 上部燃焼室 ２ 下部燃焼室 ３ すきま部 ６ シリンダヘッド ７ ピストン ９ 中央突起部 １０ シリンダ
Claims (3)
- 【請求項１】 上部は浅皿形形状を有し、下部は入口部
にＲ付きで絞られた形状を有する燃焼室の形状であり、
燃料噴射は、該多噴孔ノズルにより二分割された燃焼室
に対してそれぞれに行い、燃料噴射初期の噴射率制御期
間中には、燃料噴射を上部燃焼室の底面と下部燃焼室の
傾斜面との近傍にそれぞれに行い、燃料噴射後期には、
高圧噴射を、上部燃焼室の頂面と下部燃焼室の絞られた
入口部との近傍にそれぞれに行うように構成したことを
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】 上部は浅皿形形状を有し、下部は入口部
にＲ付きで絞られた形状を有する燃焼室の形状であり、
燃料噴射は、該多噴孔ノズルにより二分割された燃焼室
に対してそれぞれに行い、燃料噴射初期の噴射率制御期
間中には、燃料噴射を上部燃焼室の底面と下部燃焼室の
傾斜面との近傍にそれぞれに行い、燃料噴射後期には、
高圧噴射を、上部燃焼室の頂面近傍に行うことにより該
頂面ならびにシリンダヘッドとピストン頂面との間のす
きま部に燃料を分散し、下部燃焼室では、Ｒ付きで絞ら
れた入口部近傍に燃料を衝突させることにより上部と下
部の両方の燃焼室に燃料を分散するように構成したこと
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３】 上部は浅皿形形状を有し、下部は入口部
にＲ付きで絞られた形状で、中央突起部を有する燃焼室
の形状であり、燃料噴射は、該多噴孔ノズルにより二分
割された燃焼室に対してそれぞれに行い、燃料噴射初期
の噴射率制御期間中には、燃料噴射を上部燃焼室の底面
と下部燃焼室の中央突起部ならびに傾斜面との近傍にそ
れぞれに行い、燃料噴射後期には、高圧噴射を上部燃焼
室の頂面近傍に行い、下部燃焼室では、中央突起部なら
びに傾斜面近傍に継続して行うように構成したことを特
徴とする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 |
|---|---|---|---|
| JP3228046A JPH0571347A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 直接噴射式デイーゼル機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3228046A JPH0571347A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 直接噴射式デイーゼル機関の燃焼室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571347A true JPH0571347A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=16870356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3228046A Pending JPH0571347A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 直接噴射式デイーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0571347A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| GB2412944A (en) * | 2003-12-01 | 2005-10-12 | Komatsu Mfg Co Ltd | Direct injection diesel engine with combustion chamber in piston |
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| CN103998740A (zh) * | 2011-12-16 | 2014-08-20 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的燃烧室结构 |
| JP2014222041A (ja) * | 2013-05-14 | 2014-11-27 | 日産自動車株式会社 | 直噴式ディーゼルエンジン |
| WO2015058907A1 (fr) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | IFP Energies Nouvelles | Moteur à combustion à injection directe de combustible à allumage par compression et procédé d'injection de combustible pour un tel moteur |
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