JPH0574686B2 - - Google Patents
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- JPH0574686B2 JPH0574686B2 JP59133038A JP13303884A JPH0574686B2 JP H0574686 B2 JPH0574686 B2 JP H0574686B2 JP 59133038 A JP59133038 A JP 59133038A JP 13303884 A JP13303884 A JP 13303884A JP H0574686 B2 JPH0574686 B2 JP H0574686B2
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- 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
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/14—Engines characterised by precombustion chambers 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
- 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
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- 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
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はデイーゼル機関に係り、特に渦流燃焼
室、予燃焼室等の副燃焼室を有するデイーゼル機
関において、アイドリング時等の低負荷時におけ
る燃焼を緩慢にしてシリンダ内の圧力上昇率を低
く抑えることができ、騒音や振動を大幅に低減で
きるデイーゼル機関に関する。Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a diesel engine, and particularly in a diesel engine having a sub-combustion chamber such as a swirl combustion chamber or a pre-combustion chamber, combustion during low load such as idling. This invention relates to a diesel engine that can slow down the pressure increase rate in the cylinder, thereby significantly reducing noise and vibration.
[従来の技術]
第10図には副燃焼室の一例として渦流燃焼室
を備えたデイーゼル機関が示されており、シリン
ダヘツド1内には渦流燃焼室2が区画形成されて
いる。この燃焼室2は、シリンダブロツク(図示
せず)に形成されたシリンダ室3に連通されてお
り、ピストンの上昇によつて流入する圧縮空気の
渦流Sを生成する。また燃焼室2には、その室内
に燃料Fを噴射するための燃焼噴射ノズル4が設
けられている。そして噴射ノズル4から噴射され
た燃料Fは渦流Sによつて混合気化が促進され、
圧縮熱により着火されて燃焼される。[Prior Art] FIG. 10 shows a diesel engine equipped with a swirl combustion chamber as an example of an auxiliary combustion chamber, in which a swirl combustion chamber 2 is defined within a cylinder head 1. As shown in FIG. This combustion chamber 2 is communicated with a cylinder chamber 3 formed in a cylinder block (not shown), and generates a vortex S of compressed air flowing in due to the upward movement of the piston. Further, the combustion chamber 2 is provided with a combustion injection nozzle 4 for injecting fuel F into the chamber. The fuel F injected from the injection nozzle 4 is accelerated to become a mixture by the vortex S.
The heat of compression ignites and burns it.
ところでデイーゼル機関にあつては着火遅れ期
間が長いとデイーゼルノツク(着火遅れ期間中に
噴射された燃料が予混合気となつて燃焼室2内を
全体に高いエネルギー状態とし、多数の火炎核の
発生と同時に一気に(爆発的に)燃焼を進行させ
る。)を生じさせる。このような急速燃焼はシリ
ンダ室3内の圧力上昇率を高めて大きな圧力波を
生じさせ、その圧力波がピストンやシリンダ壁等
に衝撃を与えて騒音・振動を発生させることにな
り、殊に機関始動直後冷却水温が低いアイドリン
グ時等にあつては機関全体の温度も低くなつてい
るため燃料自体の着火性が悪くその傾向が顕著で
あり、体感上も好ましいものでない。 By the way, in the case of a diesel engine, if the ignition delay period is long, the fuel injected during the ignition delay period becomes a premixture, creating a high energy state in the combustion chamber 2 as a whole, and generating a large number of flame kernels. At the same time, combustion progresses all at once (explosively). Such rapid combustion increases the rate of pressure rise in the cylinder chamber 3 and generates large pressure waves, which impact the piston, cylinder wall, etc. and generate noise and vibration, especially Immediately after the engine is started, when the engine is idling and the cooling water temperature is low, the temperature of the entire engine is also low, so the ignitability of the fuel itself is poor and this tendency is noticeable, which is not a pleasant experience.
このような実情に鑑み本願出願人は、第11図
に示すような「デイーゼル機関の渦室」を提案し
た(実開昭58−82432号公報)。本考案にあつては
第10図に示したような単一噴口5を有する噴射
ノズル4に代えて、燃焼室2には主噴口6と、こ
れより分岐させて少量の予行噴射を行なう副噴口
7とを有する噴射ノズル(所謂、「ピストウノズ
ル」)8が設けられている。そして、副噴口7は
グロープラグ9に臨ませられて、主噴口6からの
燃料噴射前に燃料Fを噴射し、且つその燃料Fを
グロープラグ9に衝突させて燃料の微粒化を図
り、早期着火を達成させる。 In view of these circumstances, the applicant of the present application proposed a "vortex chamber for diesel engines" as shown in FIG. 11 (Japanese Utility Model Publication No. 82432/1983). In the present invention, instead of the injection nozzle 4 having a single nozzle 5 as shown in FIG. 10, the combustion chamber 2 has a main nozzle 6 and a sub-nozzle branching from this to perform a small amount of preliminary injection. 7 (so-called "pistou nozzle") 8 is provided. The sub-nozzle 7 faces the glow plug 9, and injects the fuel F before fuel injection from the main nozzle 6, and also causes the fuel F to collide with the glow plug 9 to atomize the fuel, so that the fuel can be atomized at an early stage. Achieve ignition.
[発明の解決しようとする問題点]
ところで、上記提案のように騒音低減や未燃燃
料発生を防止するために、噴射される燃料の霧
化・蒸気化や渦流による混合気化を促進すれば着
火遅れ期間を短縮化させて、燃焼室2全体に亙る
着火性を向上でき相当の騒音性能等の改善を達成
できる。しかしながら、単に着火性のみを追及す
ると短縮された着火遅れ期間内でも蒸気化・予混
合気化する燃料量が多いことから急速燃焼を充分
に抑制できず騒音性能が劣化することが懸念され
る。[Problems to be solved by the invention] By the way, as proposed above, in order to reduce noise and prevent the generation of unburned fuel, ignition can be achieved by promoting atomization/vaporization of the injected fuel and mixture vaporization by vortex flow. By shortening the delay period, the ignition performance throughout the combustion chamber 2 can be improved, and considerable improvements in noise performance and the like can be achieved. However, if only ignitability is pursued, there is a concern that rapid combustion may not be sufficiently suppressed and the noise performance will deteriorate because a large amount of fuel is vaporized and premixed even within the shortened ignition delay period.
そこで本発明は、着火遅れ期間を短縮化させる
と共に、噴射される燃料の蒸気化をゆつくり行わ
せ、その燃焼を緩慢にして騒音や振動を大幅に低
減できるデイーゼル機関を提供すべく創案された
ものである。 Therefore, the present invention was devised to provide a diesel engine that can shorten the ignition delay period, slowly vaporize the injected fuel, slow its combustion, and significantly reduce noise and vibration. It is something.
なお緩慢燃焼を図つた従来技術としては、実開
昭59−88218号公報がある。しかしながらこの提
案では燃料噴射ノズルのヒートシールドに凹部を
形成するものであるので、副噴口から噴射された
燃料を緩慢燃焼に寄与させるには不充分である。
すなわち副噴口から噴射された燃料が凹部に一時
滞留しても、副燃焼室の内壁との段差により副燃
焼室へ流れることなく剥がれてしまい、急激に蒸
発・燃焼させるおそれがある。本発明は早期着火
の後の緩慢燃焼を確実に行うものである。 As a conventional technique for achieving slow combustion, there is Japanese Utility Model Application Publication No. 59-88218. However, in this proposal, a recess is formed in the heat shield of the fuel injection nozzle, which is insufficient to cause the fuel injected from the sub-nozzle to contribute to slow combustion.
That is, even if the fuel injected from the auxiliary nozzle temporarily stays in the recess, it may peel off without flowing into the auxiliary combustion chamber due to the level difference with the inner wall of the auxiliary combustion chamber, and there is a risk of rapid evaporation and combustion. The present invention ensures slow combustion after early ignition.
[課題を解決するための手段]
本発明は、副燃焼室に連通する通路の主噴口を
有する噴射ノズルを設け、該噴射ノズルに上記主
噴口から分岐された副噴口を副燃焼室内壁に続く
通路内壁に臨ませて形成し、該通路内壁に、噴射
燃料の一部を飛散させ残部を付着させる燃料滞留
部を設け、付着した燃料を副燃焼室内壁に沿つて
液膜状に流し順次蒸気化させるように構成したも
のである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides an injection nozzle having a main injection port in a passage communicating with a sub-combustion chamber, and the injection nozzle has a sub-injection port branched from the main injection port that continues to the wall of the sub-combustion chamber. A fuel retention part is formed facing the inner wall of the passage, and a part of the injected fuel is scattered and the remaining part is deposited on the inner wall of the passage. It is designed to make it easier to understand.
[作用]
上記構成によつて、アイドリング時や低負荷時
に副噴口から燃料が噴射され、通路内壁の燃料滞
留部に衝突する。その一部は微粒化・霧化されて
副燃焼室内に飛散すると共に、残りの燃料は燃料
滞留部に付着し、その後副燃焼室内壁に流れて液
膜を形成する。これで飛散した燃料により早期着
火がなされ、且つ燃焼室内壁から順次蒸気化して
くる燃料により緩慢燃焼が行われる。[Operation] With the above configuration, fuel is injected from the sub-nozzle during idling or under low load, and collides with the fuel retention portion on the inner wall of the passage. A part of the fuel is atomized and atomized and scattered into the sub-combustion chamber, while the remaining fuel adheres to the fuel retention area and then flows to the wall of the sub-combustion chamber to form a liquid film. The scattered fuel causes early ignition, and the fuel that gradually vaporizes from the inner wall of the combustion chamber causes slow combustion.
[実施例]
以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従つ
て詳述する。[Embodiment] A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第1図に示すように、2はシリンダヘツド1内
に区画形成された副燃焼室たる渦流燃焼室であ
り、この燃焼室2には圧縮空気の渦流Sが生成さ
れる。燃焼室2の一側部には副噴口10の噴出端
10aに近接させるように設けられ、燃焼室2内
に臨ませて筒体状の通路11が形成される。この
通路11内方には、燃焼室2内に燃料を噴射する
ための燃料噴射ノズル12が設けられる。この噴
射ノズル12は、その外殻を形成するノズル本体
13が通路11に連通された円筒体状の取付け孔
部14にヒートシールド15を介して装着され、
その燃焼室側壁13aはヒートシールド15の折
り返された環状の爪部15aに係止される。この
ヒートシールド15はノズル本体13を高温なシ
リンダヘツド1から隔絶して熱伝達を防止するよ
うに構成される。 As shown in FIG. 1, a vortex combustion chamber 2 is defined as a sub-combustion chamber within the cylinder head 1, and a vortex S of compressed air is generated in the combustion chamber 2. A cylindrical passage 11 is formed on one side of the combustion chamber 2 so as to be close to the ejection end 10a of the sub-nozzle 10, and facing into the combustion chamber 2. A fuel injection nozzle 12 for injecting fuel into the combustion chamber 2 is provided inside the passage 11 . This injection nozzle 12 has a nozzle body 13 forming its outer shell attached to a cylindrical attachment hole 14 communicating with the passage 11 via a heat shield 15.
The combustion chamber side wall 13a is engaged with a folded annular claw portion 15a of the heat shield 15. The heat shield 15 is configured to isolate the nozzle body 13 from the hot cylinder head 1 and prevent heat transfer.
ノズル本体13の内側には、燃料ポンプから燃
料が圧送される燃料供給通孔16が形成され、こ
の供給通孔16は、燃焼室2側に順次縮径された
錐体面状の弁座面17を介して、燃焼室2内に燃
料を噴射すべく形成された主噴口18に連通され
る。また弁座面17の途中には、主噴口18から
分岐させてノズル本体13の径方向外方へ比較的
径小な副噴口10が形成される。このように形成
されたノズル本体13内には、供給通孔16側か
ら主噴口18に亙つて針弁19が設けられる。 A fuel supply hole 16 through which fuel is fed under pressure from the fuel pump is formed inside the nozzle body 13, and this supply hole 16 has a conical valve seat surface 17 whose diameter is gradually reduced toward the combustion chamber 2 side. It communicates with a main nozzle 18 formed to inject fuel into the combustion chamber 2 through the main nozzle 18 . Further, in the middle of the valve seat surface 17, a relatively small-diameter sub-nozzle port 10 is formed branching from the main nozzle port 18 and extending outward in the radial direction of the nozzle body 13. In the nozzle body 13 formed in this way, a needle valve 19 is provided extending from the supply passage hole 16 side to the main nozzle port 18 .
針弁19は、主に主噴口18を開閉するための
軸体状の第1弁体部19aと、供給通孔16を開
閉するための錐体状の第2弁体部19bとを備え
ている。針弁19は図示されない作動機構により
クランク角に追従して且つ負荷状態に応じて相当
のリフト量で往復作動されるように構成される。
第1弁体部19aは、必要燃料が少なく針弁19
のリフト量が小さいとき、即ち、アイドリング時
や低負荷時等主噴口18を閉成状態に維持し得る
深さで主噴口18に挿通される。他方、第2弁体
部19bは、蒸気弁座面17にその周方向に沿つ
て略線接触の状態で着座され、針弁19の往復動
に常時追従して供給通孔16を開閉するように構
成される。 The needle valve 19 mainly includes a shaft-shaped first valve body part 19a for opening and closing the main nozzle 18, and a cone-shaped second valve body part 19b for opening and closing the supply hole 16. There is. The needle valve 19 is configured to be reciprocated by an operating mechanism (not shown) in accordance with the crank angle and with a considerable lift amount depending on the load condition.
The first valve body portion 19a requires less fuel than the needle valve 19.
When the amount of lift is small, that is, when idling or under low load, the main nozzle 18 is inserted to a depth that can maintain the main nozzle 18 in a closed state. On the other hand, the second valve body portion 19b is seated on the steam valve seat surface 17 along its circumferential direction in a substantially linear contact state, and opens and closes the supply passage hole 16 by constantly following the reciprocating movement of the needle valve 19. It is composed of
副噴口10はそ入口側がこれら弁座面17と第
2弁体部19bとの間に形成された主噴口18閉
成時にあつても供給通孔16から燃料が供給され
るようになつている。そしてアイドリング時等噴
射燃料の量が少ない場合にあつては、この副噴口
10のみから燃料噴射が行われるように構成され
る。 The inlet side of the sub-nozzle 10 is formed between the valve seat surface 17 and the second valve body portion 19b, and fuel is supplied from the supply hole 16 even when the main nozzle 18 is closed. . When the amount of injected fuel is small, such as during idling, the configuration is such that fuel is injected only from this auxiliary nozzle 10.
このように構成された副噴口10は、図示する
ように、その噴出端10aがこれより噴射される
燃料Fを燃焼室2内に生成される渦流Sの下流方
向の燃焼室内壁20に沿わせて流すべく、近接さ
せて形成された通路11の内壁21に臨ませて開
口される。そして殊に本発明にあつては副噴口1
0が臨む通路内壁21には副噴口10から噴射さ
れて衝突する燃料Fのうち一部F1を衝突の勢い
で霧化させ、そのまま燃焼室2内方へ飛散させ渦
流Sによつて混合気化させて着火に寄与させると
共に、大部分(残部)の燃料Fを直ちに衝突付着
させて液膜Lの状態で燃焼室内壁20に流し渦流
Sによる蒸気化・混合気化を抑制する燃料滞留部
22が形成される。即ち、通路内壁21に衝突し
霧化し飛散して渦流Sにより混合気化される燃料
の一部F1で早期着火を達成すると共に、着火に
続く燃焼を燃焼室内壁20に沿つて液膜状に流し
た燃料Fによつて緩慢化させる。具体的には燃料
滞留部22は、通路内壁21に凹凸状の溝が刻設
等されて形成され、副噴口10からの噴射燃料F
を効率良く付着させると共に、燃料の一部F1を
通路11から燃焼室2側へ飛散させるようになつ
ている。 As shown in the figure, the sub-nozzle 10 configured in this manner has an ejection end 10a that directs the fuel F injected therefrom along the combustion chamber wall 20 in the downstream direction of the vortex S generated within the combustion chamber 2. The opening is opened facing the inner wall 21 of the passage 11 formed in close proximity to the passage 11 so as to allow water to flow therethrough. In particular, in the present invention, the sub-nozzle 1
Part of the fuel F that is injected from the sub-nozzle 10 and collides with the inner wall 21 of the passage facing the passage 21 is atomized by the momentum of the collision, is scattered inward of the combustion chamber 2, and is converted into a mixture by the vortex S. A fuel retention section 22 is configured to cause most (remaining part) of the fuel F to immediately collide and adhere to the combustion chamber wall 20 in the form of a liquid film L, and to suppress vaporization and mixture vaporization caused by the vortex S. It is formed. That is, early ignition is achieved with the part F1 of the fuel that collides with the inner wall 21 of the passage, atomizes and scatters, and is mixed and vaporized by the vortex S, and the combustion that follows ignition is caused to form a liquid film along the inner wall 20 of the combustion chamber. It is slowed down by the flowing fuel F. Specifically, the fuel retention part 22 is formed by carving uneven grooves on the inner wall 21 of the passage, and the fuel retention part 22 is formed by carving uneven grooves on the inner wall 21 of the passage.
At the same time, part of the fuel F 1 is scattered from the passage 11 to the combustion chamber 2 side.
第2図〜第7図には燃料滞留部22の更に具体
的な実施例が示されている。 More specific embodiments of the fuel retention section 22 are shown in FIGS. 2 to 7.
第2図に示すものは筒体状の通路内壁21の周
方向に沿つて凹凸を複数配設し、通路11の軸方
向に多段に溝を形成したものであり、加工性の観
点から三角ネジ状のネジ山を螺旋状に配して成る
ものである。 The one shown in Fig. 2 has a plurality of unevenness along the circumferential direction of the cylindrical inner wall 21 of the passage, and grooves are formed in multiple stages in the axial direction of the passage 11. It is made up of screw threads arranged in a spiral pattern.
第3図に示すものは第2図における三角ネジ状
のネジ山に替えて台形ネジ状のネジ山を配して形
成したものである。これらは加工性に優れたもの
である。 The one shown in FIG. 3 is formed by disposing trapezoidal threads in place of the triangular threads in FIG. 2. These have excellent workability.
第4図及び第5図に示すものは、通路11の軸
方向に沿つて凹凸を複数配設し、通路内壁21の
周方向に多段に溝を形成したものであり、所謂ス
プライン歯用に構成したものである。本実施例は
溝を深く加工できるので燃料の付着を促進でき予
混合気の生成が抑えられて騒音性能を向上でき
る。 The structure shown in FIGS. 4 and 5 has a plurality of unevenness arranged along the axial direction of the passage 11, and grooves are formed in multiple stages in the circumferential direction of the passage inner wall 21, and is configured for so-called spline teeth. This is what I did. In this embodiment, since the grooves can be formed deeply, the adhesion of fuel can be promoted, the generation of premixture can be suppressed, and the noise performance can be improved.
第6図に示すものは、筒体状の通路内壁21に
これより径方向外方へ孔部23を複数穿設し、こ
れら孔部23により凹凸状の溝を形成したもので
ある。このような燃料滞留部22は、孔部23を
形成したスリーブ24を別途製作し、このスリー
ブ24を通路11に内設して構成しても良い。 In what is shown in FIG. 6, a plurality of holes 23 are bored radially outward from a cylindrical inner wall 21 of a passage, and these holes 23 form uneven grooves. Such a fuel retention section 22 may be constructed by separately manufacturing a sleeve 24 in which a hole 23 is formed and installing this sleeve 24 inside the passage 11.
第7図に示すものは通路11内に筒体状の多孔
質材25、例えばセラミツク材等を内設して凹凸
状の溝を形成させたものである。 The one shown in FIG. 7 has a cylindrical porous material 25, such as a ceramic material, disposed inside the passage 11 to form uneven grooves.
セラミツク材は耐熱性等に優れ、燃料滞留部2
2に使用するのに好適なものである。本実施例で
は溝成型等を要しないので生産性が良い、
いずれの具体例によつても略同様な機能を発揮
させることができる。 Ceramic material has excellent heat resistance, etc.
It is suitable for use in 2. This embodiment does not require groove molding, so productivity is good, and substantially the same functions can be achieved in any of the embodiments.
他方副噴口10の噴出端10aは径小に形成さ
れ、噴出される燃料の粒径を細かくして液膜Lが
蒸発され易く形成される。即ち、燃料を液膜化し
且つその液膜Lを渦流Sの下流側へ流すことによ
り、燃料の蒸気化・混合気化を抑制することがで
きるが、燃料の蒸発が著しく損なわれると燃焼後
未燃分として排出されることになるため、液膜L
を薄くし、且つ粒径を細かくすることで燃料の蒸
気化を補い、これらのバランスをとつてHC等の
悪化を抑制しつつ緩慢燃焼を達成するものであ
る。 On the other hand, the ejection end 10a of the auxiliary nozzle 10 is formed to have a small diameter, so that the particle size of the ejected fuel is reduced so that the liquid film L is easily evaporated. That is, by turning the fuel into a liquid film and flowing the liquid film L downstream of the vortex S, it is possible to suppress the vaporization and mixture vaporization of the fuel. The liquid film L
By making the fuel thinner and the particle size finer, it supplements the vaporization of the fuel and achieves slow combustion while suppressing the deterioration of HC, etc. by maintaining a balance between the two.
尚、第1図に示すように、26は機関の始動性
を向上させるためのグロープラグである。一般に
は噴射される燃料を衝突させて加熱すべく燃焼室
2内方に浮く延出されるものであるが、本実施例
にあつては液膜Lに接触させるべく渦流Sの下流
方向の燃焼室内壁20に沿うように設置されてい
る。このように構成すれば始動後の通常運転時高
圧高熱に晒されることがなくグロープラグ26の
耐久性を向上させることができる。 Incidentally, as shown in FIG. 1, 26 is a glow plug for improving the startability of the engine. Generally, it is extended to float inward of the combustion chamber 2 in order to collide and heat the injected fuel, but in this embodiment, it is placed in the combustion chamber in the downstream direction of the vortex S in order to bring it into contact with the liquid film L. It is installed along the wall 20. With this configuration, the durability of the glow plug 26 can be improved without being exposed to high pressure and high heat during normal operation after startup.
次に作用について述べる。 Next, we will discuss the effect.
第1図に示す如く、アイドリング時、低負荷時
にあつては、針弁19が往復動され第2弁体部1
9bが燃料供給通孔16を開閉して燃料を供給す
るも第1弁体部19aは主噴口18を閉成状態に
維持することとなり、燃料は副噴口10のみから
噴射される。噴射される燃料Fは、噴射後直ちに
通路内壁21の燃料滞留部22に衝突し、一部
F1は微粒化・霧化されて燃焼室2に飛散すると
共に、大部分の燃料Fは所定の角度域で燃焼室内
壁20に広範な薄い液膜Lを形成する。これに際
し、燃料滞留部22はその凹凸状の溝により効果
的に噴射燃料を付着滞留させて通路11から燃焼
室内壁20へ流すと共に、燃料の一部F1を燃焼
室2側へ飛散させる。ここに燃焼室内壁20に流
される大部分の燃料Fは渦流Sの下流側すなわ
ち、渦流Sの流れ方向と同方向であるから、液膜
Lが高温な圧縮空気の渦流Sによつて燃焼室内壁
20から剥されるのを可及的に抑制できる。しか
し、全く燃料の蒸気化・混合気化が阻止されるわ
けではなく、副噴口10が径小であることから粒
径自体は比較的細く、且つ広範囲に薄膜状に流す
ので、液膜Lも蒸発し易い状態となつている。従
つて上述したような、燃焼室2内に一部飛散され
た燃料F1の混合気により早期に着火点Aが生じ
て燃焼が開始するに従つて燃焼室内壁20から順
次蒸気化してくる燃料が燃焼され、緩慢な燃焼プ
ロセスを辿ることになる。その結果第8図に示す
ように、従来着火遅れT2に伴つてシリンダ室内
全体が高エネルギ状態となつて爆発的に燃焼が進
行していたのに対し(図中、破線Bで示す。)、本
発明にあつては通路内壁21の燃料滞留部22に
衝突して飛散させた一部燃料F1により着火性を
維持して、早期着火を達成しつつ(図中T1で示
す)、燃料の大部分を液膜Lとして燃焼室内壁2
0から緩やかに蒸気化させて燃焼させるようにし
たので実線Aで示すようにシリンダ内平均有効圧
を低下させることなくシリンダ室3内の圧力上昇
率を低く抑えることができ、騒音や振動を大幅に
低減することができる。図中、Pはアイドリング
時等低負荷時における副噴口10の噴射期間であ
る。 As shown in FIG. 1, when idling or under low load, the needle valve 19 reciprocates and the second valve body 1
9b opens and closes the fuel supply hole 16 to supply fuel, but the first valve body portion 19a maintains the main injection port 18 in a closed state, and fuel is injected only from the sub injection port 10. Immediately after being injected, the injected fuel F collides with the fuel retention portion 22 of the passage inner wall 21, causing some
F 1 is atomized and atomized and scattered into the combustion chamber 2, and most of the fuel F forms a wide thin liquid film L on the combustion chamber wall 20 in a predetermined angle range. At this time, the fuel retention portion 22 effectively adheres and retains the injected fuel through its uneven grooves and flows it from the passage 11 to the combustion chamber wall 20, and also scatters a portion of the fuel F1 toward the combustion chamber 2 side. Since most of the fuel F flowing onto the combustion chamber wall 20 is on the downstream side of the vortex S, that is, in the same direction as the vortex S, the liquid film L is caused to flow into the combustion chamber by the vortex S of the high-temperature compressed air. Peeling off from the wall 20 can be suppressed as much as possible. However, vaporization and mixture vaporization of the fuel are not prevented at all, and since the diameter of the sub-nozzle 10 is small, the particle size itself is relatively small, and the liquid film L is also evaporated because it flows in a thin film over a wide area. It is becoming easier to do so. Therefore, as described above, the ignition point A occurs early due to the air-fuel mixture of the fuel F 1 partially scattered in the combustion chamber 2, and as combustion starts, the fuel gradually vaporizes from the combustion chamber wall 20. It will be burned and undergo a slow combustion process. As a result, as shown in Fig. 8, whereas conventionally, due to the ignition delay T2 , the entire cylinder chamber was in a high energy state and combustion proceeded explosively (indicated by the broken line B in the figure). In the present invention, ignitability is maintained by a portion of the fuel F 1 that collides with the fuel retention portion 22 of the passage inner wall 21 and is scattered, and early ignition is achieved (indicated by T 1 in the figure). Most of the fuel is deposited on the combustion chamber wall 2 as a liquid film L.
Since combustion is performed by gradual vaporization from zero, the rate of pressure increase in the cylinder chamber 3 can be kept low without reducing the average effective pressure in the cylinder, as shown by solid line A, and noise and vibration can be significantly reduced. can be reduced to In the figure, P is the injection period of the sub-nozzle 10 during low load such as idling.
第9図には、各エンジン冷却水温に対する騒音
の測定結果が示されている。図中、×、○は夫々
第10図に示した従来例、本発明の好適一実施例
に対する各測定値である。本発明によれば、従来
例に比し優れた騒音性能を発揮できることが実証
された。 FIG. 9 shows the measurement results of noise for each engine cooling water temperature. In the figure, × and ◯ indicate respective measured values for the conventional example and the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 10, respectively. According to the present invention, it has been demonstrated that superior noise performance can be exhibited compared to conventional examples.
尚、燃焼室内壁20に流れる燃料Fは薄膜且つ
細粒であり、HC等の悪化も抑制できる。 Note that the fuel F flowing into the combustion chamber wall 20 is a thin film and fine particles, and deterioration of HC and the like can also be suppressed.
尚、通常運転から高負荷運転にあつては、針弁
19により主噴口18が開成されて渦粒Sによる
混合気化が促進された状態で燃焼が行われる。こ
れに際しても副噴口10から一部燃料Fが噴射さ
れ、全噴射燃料量に対し一部が緩慢燃焼に供さ
れ、全燃料を混合気化させるよりも騒音低減を図
り得る。 In addition, during normal operation to high-load operation, the main injection port 18 is opened by the needle valve 19, and combustion is performed in a state where mixture vaporization by the vortex particles S is promoted. At this time, a portion of the fuel F is also injected from the auxiliary nozzle 10, and a portion of the total amount of injected fuel is subjected to slow combustion, making it possible to reduce noise more than when all the fuel is mixed and vaporized.
更に本発明にあつては、燃焼室2に臨ませた通
路内壁21と噴出端10aとが近接されており、
衝突するまでの間に燃料Fが渦流Sに巻き込まれ
るのを抑止できこの面からも急速燃焼の防止を達
成できる。 Furthermore, in the present invention, the passage inner wall 21 facing the combustion chamber 2 and the ejection end 10a are close to each other,
It is possible to prevent the fuel F from being drawn into the vortex S until the collision occurs, and from this aspect as well, rapid combustion can be prevented.
尚、本発明で採用される燃料噴射ノズル12
は、着火性を向上させるために、主噴口から燃料
を噴射する前に予行噴射を行う所謂“ピントウ・
ノズル”と類似するが、その作用・効果を全く異
にするものである。ピントウ・ノズルがその副噴
口を渦流の上流側に臨ませて主噴口からの噴射前
予め燃料を噴射しその混合気化を促進させて着火
性を向上させる機能を有するに対して、本発明に
採用されるノズル12の副噴口10はアイドリン
グ時等の燃料噴射用として機能し、且つ渦流Sの
下流側の内壁20に沿つて混合気化を抑える燃料
の液膜Lを形成するものである。 Incidentally, the fuel injection nozzle 12 employed in the present invention
In order to improve ignition performance, the so-called "pinto" is used to conduct a preliminary injection before injecting fuel from the main nozzle.
The pinto nozzle has its sub-nozzle facing upstream of the vortex, and injects fuel before injection from the main nozzle to vaporize the mixture. On the other hand, the sub-nozzle 10 of the nozzle 12 employed in the present invention functions for fuel injection during idling, etc. Along the line, a liquid film L of fuel is formed to suppress mixture vaporization.
尚、上記実施例にあつては副噴口10を1つ形
成したものについて説明したが複数形成したもの
であつても良い。 In the above embodiment, one sub-nozzle 10 is formed, but a plurality of sub-nozzles 10 may be formed.
また燃料滞留部22も上記実施例に限定される
ものではなく、燃料の付着を容易にするものであ
ればよい。 Further, the fuel retention section 22 is not limited to the above embodiment, and may be any structure as long as it facilitates the attachment of fuel.
更に上記実施例では副燃焼室として過流燃焼室
を例示して説明したが予燃焼室を備えたデイーゼ
ル機関に対しても適用できる。 Further, in the above embodiment, the overflow combustion chamber was used as an example of the sub-combustion chamber, but the present invention can also be applied to a diesel engine equipped with a pre-combustion chamber.
[発明の効果]
以上要するに、本発明によれば次のような優れ
た効果を発揮する。[Effects of the Invention] In summary, the present invention exhibits the following excellent effects.
副噴口が臨む通路内壁に噴射燃料の一部を飛散
させ残部を付着させる燃料滞留部を設け、付着し
た燃料を副燃焼室内壁に沿つて液膜状に流し順次
蒸気化させるように構成したので、飛散された燃
料により早期着火が行われると共に、副燃焼室内
壁に形成される液膜により緩慢燃焼が確実に行わ
れ、騒音や振動の大幅な低減が達成される。 A fuel retention section is provided on the inner wall of the passageway facing the sub-nozzle, in which a part of the injected fuel is scattered and the remaining part is deposited, and the attached fuel is configured to flow in a liquid film form along the wall of the sub-combustion chamber and sequentially vaporize. The scattered fuel causes early ignition, and the liquid film formed on the inner wall of the sub-combustion chamber ensures slow combustion, resulting in a significant reduction in noise and vibration.
第1図は本発明の好適一実施例を示す側断面
図、第2図は燃料滞留部の具体的実施例を示す側
断面図、第3図は他の具体的実施例を示す側断面
図、第4図は更に他の具体的実施例を示す側断面
図、第5図は第4図の−線矢視断面図、第6
図は更に他の具体的実施例を示す側断面図、第7
図は更に他の具体的実施例を示す側断面図、第8
図は本発明と従来例との燃焼プロセスを比較する
グラフ図、第9図は本発明、従来例の各エンジン
冷却水温における騒音測定値を示すグラフ図、第
10図及び第11図は従来例を示す側断面図であ
る。
図中、2は副燃焼室として例示した渦流燃焼
室、10は副噴口、11は通路、21はその内
壁、12は噴射ノズル、18は主噴口、22は燃
料滞留部である。
Fig. 1 is a side sectional view showing a preferred embodiment of the present invention, Fig. 2 is a side sectional view showing a specific embodiment of the fuel retention section, and Fig. 3 is a side sectional view showing another specific embodiment. , FIG. 4 is a side sectional view showing still another specific embodiment, FIG. 5 is a sectional view taken along the - line in FIG. 4, and FIG.
The figure is a side cross-sectional view showing still another specific embodiment.
The figure is a side sectional view showing still another specific embodiment, No. 8
The figure is a graph comparing the combustion process of the present invention and the conventional example, Figure 9 is a graph showing the noise measurement values at each engine cooling water temperature of the present invention and the conventional example, and Figures 10 and 11 are the conventional example. FIG. In the figure, 2 is a swirl combustion chamber exemplified as a sub-combustion chamber, 10 is a sub-nozzle, 11 is a passage, 21 is an inner wall thereof, 12 is an injection nozzle, 18 is a main nozzle, and 22 is a fuel retention part.
Claims (1)
射ノズルを設け、該噴射ノズルに上記主噴口から
分岐された副噴口を副燃焼室内壁に続く通路内壁
に臨ませて形成し、該通路内壁に、噴射燃料の一
部を飛散させ残部を付着させる燃料滞留部を設
け、付着した燃料を上記副燃焼室内壁に沿つて液
膜状に流し順次蒸気化させるように構成したこと
を特徴とするデイーゼル機関。 2 上記燃料滞留部が、蒸気通路内壁に形成され
た凹凸状の溝によつて構成された前記特許請求の
範囲第1項記載のデイーゼル機関。 3 上記凹凸状の溝が、上記通路の周方向に沿つ
て複数配設され、上記通路の軸方向に多段に形成
された前記特許請求の範囲第2項記載のデイーゼ
ル機関。 4 上記凹凸状の溝が、上記通路の周方向に沿つ
て螺旋状に配設され、上記通路の軸方向に多段に
形成された前記特許請求の範囲第2項乃至第3項
記載のデイーゼル機関。 5 上記凹凸状の溝が、上記通路の軸方向に沿つ
て複数配設され、上記通路の周方向に多段に形成
された前記特許請求の範囲第2項記載のデイーゼ
ル機関。 6 上記凹凸状の溝が、上記通路にその径方向外
方へ複数穿設された孔部によつて形成された前記
特許請求の範囲第2項記載のデイーゼル機関。 7 上記凹凸状の溝が、上記通路に内設された筒
体状の多孔質材によつて形成された前記特許請求
の範囲第2項記載のデイーゼル機関。 8 上記多孔質材がセラミツク材で成型された前
記特許請求の範囲第7項記載のデイーゼル機関。[Scope of Claims] 1. An injection nozzle having a main injection port is provided in a passage communicating with the sub-combustion chamber, and the injection nozzle has a sub-injection port branched from the main injection port facing the inner wall of the passage that continues to the wall of the sub-combustion chamber. A fuel retention part is provided on the inner wall of the passageway to scatter a part of the injected fuel and the remaining part is attached, and the attached fuel is made to flow in a liquid film along the inner wall of the sub-combustion chamber and to be sequentially vaporized. A diesel engine that is characterized by: 2. The diesel engine according to claim 1, wherein the fuel retention portion is constituted by uneven grooves formed in the inner wall of the steam passage. 3. The diesel engine according to claim 2, wherein a plurality of the uneven grooves are arranged along the circumferential direction of the passage, and are formed in multiple stages in the axial direction of the passage. 4. The diesel engine according to claims 2 to 3, wherein the uneven groove is spirally arranged along the circumferential direction of the passage, and is formed in multiple stages in the axial direction of the passage. . 5. The diesel engine according to claim 2, wherein a plurality of the uneven grooves are arranged along the axial direction of the passage, and are formed in multiple stages in the circumferential direction of the passage. 6. The diesel engine according to claim 2, wherein the uneven groove is formed by a plurality of holes bored radially outward in the passage. 7. The diesel engine according to claim 2, wherein the uneven groove is formed of a cylindrical porous material disposed inside the passage. 8. The diesel engine according to claim 7, wherein the porous material is molded from a ceramic material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59133038A JPS6114421A (en) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59133038A JPS6114421A (en) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Diesel engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6114421A JPS6114421A (en) | 1986-01-22 |
JPH0574686B2 true JPH0574686B2 (en) | 1993-10-19 |
Family
ID=15095355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59133038A Granted JPS6114421A (en) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Diesel engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6114421A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6329018A (en) * | 1986-07-22 | 1988-02-06 | Isuzu Motors Ltd | Subchamber type diesel combustion chamber |
US7534469B2 (en) | 2005-03-31 | 2009-05-19 | Asm Japan K.K. | Semiconductor-processing apparatus provided with self-cleaning device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5988218A (en) * | 1982-11-11 | 1984-05-22 | Inoue Japax Res Inc | Electric discharge machining |
JPS5988218U (en) * | 1982-12-07 | 1984-06-14 | いすゞ自動車株式会社 | Heat shield for swirl chamber type diesel engine |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP59133038A patent/JPS6114421A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6114421A (en) | 1986-01-22 |
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