JPH06212973A - Direct injection diesel engine - Google Patents
Direct injection diesel engineInfo
- Publication number
- JPH06212973A JPH06212973A JP5027313A JP2731393A JPH06212973A JP H06212973 A JPH06212973 A JP H06212973A JP 5027313 A JP5027313 A JP 5027313A JP 2731393 A JP2731393 A JP 2731393A JP H06212973 A JPH06212973 A JP H06212973A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- combustion chamber
- piston
- injection
- diesel engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims description 56
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims description 56
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 45
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 75
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F02B23/0648—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
-
- 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
- F02B23/0672—Omega-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 center axis
-
- 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
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis
-
- 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)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は直噴式ディーゼルエンジ
ンに係り、とくに燃料噴射ポンプによって燃料を加圧す
るとともに、加圧された燃料を燃料噴射ノズルに供給
し、その噴口からピストンの頂部に形成されている燃焼
室に向けて燃料を噴射するようにした直噴型ティーゼル
エンジンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direct-injection diesel engine, and more particularly to pressurizing fuel by a fuel injection pump and supplying the pressurized fuel to a fuel injection nozzle, which is formed at the top of a piston from its injection port. The present invention relates to a direct injection type diesel engine in which fuel is injected toward a combustion chamber that is open.
【0002】[0002]
【従来の技術】直噴式ディーゼルエンジンは、吸気バル
ブを開いてシリンダ内に導入された吸気を上死点側へ移
動するピストンによって圧縮して高温の状態にしてお
き、ピストンがほぼ上死点に達するのに同期して燃料噴
射ノズルからピトンの頂部に形成されている燃焼室に向
けて燃料を噴射するようにしている。噴射された燃料の
噴霧は吸気の熱によって自然着火され、燃焼によってガ
ス膨張を生じ、このガス膨張によってピストンを下死点
側へ押し戻すことによって出力を取出すようにしてい
る。この後に排気バルブが開かれ、シリンダ内の排気ガ
スが排気ポートを通して排出されるようになっている。2. Description of the Related Art In a direct-injection diesel engine, an intake valve is opened and intake air introduced into a cylinder is compressed by a piston moving to the top dead center to keep it at a high temperature so that the piston is almost at the top dead center. The fuel is injected from the fuel injection nozzle toward the combustion chamber formed at the top of the piton in synchronization with the arrival. The spray of fuel injected is spontaneously ignited by the heat of intake air, gas expansion is caused by combustion, and this gas expansion pushes the piston back to the bottom dead center side to take out the output. After this, the exhaust valve is opened so that the exhaust gas in the cylinder is exhausted through the exhaust port.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このようにして出力を
取出すようになっているディーゼルエンジンは、排気ガ
ス中に窒素酸化物を多量に含むという問題がある。排気
ガス中の窒素酸化物を低減する有効な方法は、タイミン
グリタード、すなわち燃料の噴射のタイミングを遅角さ
せることである。ところがタイミングリタードを行なう
と、燃焼状態が悪化するために、黒煙も悪化する問題が
ある。また燃費が悪化し、エンジンの効率が低下する欠
点がある。ところが従来のリエントラント型の形状の燃
焼室を頂部に備えるピストンを用いた直噴式ディーゼル
エンジンによれば、タイミングリタードによる窒素酸化
物の低減を行ないながらしかも黒煙の発生を抑えること
は非常に困難であった。A diesel engine designed to take out an output in this way has a problem in that exhaust gas contains a large amount of nitrogen oxides. An effective method for reducing nitrogen oxides in exhaust gas is to retard the timing retard, that is, the timing of fuel injection. However, when the timing retard is performed, there is a problem that the black smoke also deteriorates because the combustion state deteriorates. In addition, there are drawbacks that fuel efficiency deteriorates and engine efficiency decreases. However, with a direct-injection diesel engine that uses a piston with a conventional re-entrant type combustion chamber at the top, it is very difficult to suppress the generation of black smoke while reducing nitrogen oxides by timing retardation. there were.
【0004】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、タイミングリタードによる窒素酸化物
の低減と、燃焼改善による黒煙の低減とをともに達成す
ることができるようにした直噴式ディーゼルエンジンを
提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to achieve both reduction of nitrogen oxides by timing retardation and reduction of black smoke by improvement of combustion. It is intended to provide an injection type diesel engine.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料噴射ポン
プによって燃料を加圧するとともに、加圧された燃料を
燃料噴射ノズルに供給し、その噴口からピストンの頂部
に形成されている燃焼室に向けて燃料を噴射するように
した直噴式ディーゼルエンジンにおいて、前記ピストン
の頂部に形成されている凹部から成る燃焼室を入口より
も奥の方が外周側に広がっているアンダーカットの形状
とするとともに、前記燃焼室のほぼ中央部に突部を設
け、該突部と前記燃焼室の入口部分との間にスロート部
が形成されるようにした、ことを特徴とする直噴式ディ
ーゼルエンジンに関するものである。According to the present invention, a fuel injection pump is used to pressurize fuel and supply the pressurized fuel to a fuel injection nozzle, and the fuel is injected from the injection port into a combustion chamber formed on the top of the piston. In a direct-injection diesel engine that injects fuel toward a combustion chamber, which is composed of a recess formed in the top of the piston, has an undercut shape in which the inner side of the piston expands toward the outer peripheral side. A direct injection diesel engine, characterized in that a protrusion is provided substantially in the center of the combustion chamber, and a throat is formed between the protrusion and the inlet of the combustion chamber. is there.
【0006】[0006]
【作用】ピストンが上死点側へ移動される過程で、燃料
噴射ノズルからピストンの燃焼室に向って燃料の噴霧が
燃料噴射ノズルによって噴射されると、この燃料の噴霧
は燃焼室の突部の外周側の部分で渦流となり、この渦流
がピストンの下死点側への移行の際に突部の外周側のス
ロート部において激しく衝突しながら乱流となって噴出
し、燃焼改善が行なわれる。When the spray of fuel is injected from the fuel injection nozzle toward the combustion chamber of the piston by the fuel injection nozzle in the process of moving the piston to the top dead center side, the spray of fuel is the projection of the combustion chamber. Becomes a vortex on the outer peripheral side of the piston, and when this vortex flows to the bottom dead center side of the piston, it becomes a turbulent jet while violently colliding with the throat on the outer peripheral side of the projection, improving combustion. .
【0007】[0007]
【実施例】図1は本発明の一実施例に係るディーゼルエ
ンジンの要部を示すものであって、シリンダブロック1
0には貫通孔から成るシリンダ11が設けられており、
このシリンダ11内にピストン12が摺動可能に配され
ている。そしてピストン12はピストンピン13によっ
てコンロッド14と連結されるようになっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a main part of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
0 is provided with a cylinder 11 consisting of a through hole,
A piston 12 is slidably arranged in the cylinder 11. The piston 12 is connected to the connecting rod 14 by a piston pin 13.
【0008】シリンダ11の上部開口はシリンダヘッド
15によって閉塞されるようになっており、しかもこの
シリンダヘッド15には吸気ポート16と排気ポート1
7とがそれぞれ形成されている。これらの吸気ポート1
6および排気ポート17はそれぞれ吸気バルブ18およ
び排気バルブ19によって開閉されるようになってい
る。またシリンダヘッド15には燃料噴射ノズル20が
取付けられており、ピストン12の頂面に形成されてい
る燃焼室21に向けて燃料を噴射するようにしている。The upper opening of the cylinder 11 is closed by a cylinder head 15, and the cylinder head 15 has an intake port 16 and an exhaust port 1.
7 and 7 are formed respectively. These intake ports 1
6 and exhaust port 17 are opened and closed by an intake valve 18 and an exhaust valve 19, respectively. A fuel injection nozzle 20 is attached to the cylinder head 15 so as to inject fuel toward a combustion chamber 21 formed on the top surface of the piston 12.
【0009】燃料噴射ノズル20は図2に示すように、
噴射管24によって燃料噴射ポンプ25の対応するポン
プユニット26に接続されている。燃料噴射ポンプ25
はメカニカルガバナ27を備え、このメカニカルガバナ
27によってコントロールラック28を動かし、1回に
噴射される燃料の供給量を調整するようにしている。ま
た燃料噴射ポンプ25はカムシャフト29を備え、この
カムシャフト29に取付けられているカム30が各ポン
プユニット26を駆動するようになっている。またカム
シャフト29にはタイマ31が設けられており、このタ
イマ31によって噴射のタイミングを調整するようにし
ている。The fuel injection nozzle 20, as shown in FIG.
It is connected to the corresponding pump unit 26 of the fuel injection pump 25 by the injection pipe 24. Fuel injection pump 25
Is equipped with a mechanical governor 27, and the mechanical governor 27 moves a control rack 28 to adjust the supply amount of fuel injected at one time. The fuel injection pump 25 has a cam shaft 29, and a cam 30 attached to the cam shaft 29 drives each pump unit 26. A timer 31 is provided on the camshaft 29, and the timing of injection is adjusted by the timer 31.
【0010】燃料噴射ノズル20は図2に示すように、
その先端部がノズル本体34から構成されており、この
ノズル本体34の先端部に4〜10個の噴口35が形成
されている。そしてノズル本体34はリテーナ36によ
ってノズルホルダ37に取付けられている。ノズル本体
34内にはノズルニードル38が摺動可能に保持されて
いる。そしてこのノズルニードル38の上端は押圧ロッ
ド39を介してノズルホルダ37内の圧縮コイルばね4
0によって下方へ押圧されるようになっている。これに
よってノズルニードル38はノズル本体34に形成され
ているバルブシート41に圧着され、燃料の遮断を行な
うようになっている。またノズルホルダ37には噴射管
24と連通する燃料通路42が形成されている。この燃
料通路42はノズル本体34の燃料通路43と連通され
るようになっている。燃料通路43の終端には燃料だめ
51が形成されている。The fuel injection nozzle 20, as shown in FIG.
The tip portion is composed of the nozzle body 34, and 4 to 10 injection holes 35 are formed at the tip portion of the nozzle body 34. The nozzle body 34 is attached to the nozzle holder 37 by a retainer 36. A nozzle needle 38 is slidably held in the nozzle body 34. The upper end of the nozzle needle 38 is connected to the compression coil spring 4 in the nozzle holder 37 via the pressing rod 39.
It is designed to be pressed downward by 0. As a result, the nozzle needle 38 is pressure-bonded to the valve seat 41 formed on the nozzle body 34 to shut off the fuel. Further, the nozzle holder 37 is formed with a fuel passage 42 communicating with the injection pipe 24. The fuel passage 42 communicates with the fuel passage 43 of the nozzle body 34. A fuel sump 51 is formed at the end of the fuel passage 43.
【0011】押圧ロッド39を押圧しているばね40は
その上端がばね受け44によって受けられている。そし
てこのばね受け44の上端側には調整ねじ45が取付け
られるようになっている。そしてこの調整ねじ45はノ
ズルホルダ37の内周面に形成されている雌ねじ46と
螺合している。またノズルホルダ37の側面側には突部
48が形成されており、この突部48には雄ねじ49が
形成され、この雄ねじ49と螺合する接続用ナット50
によって噴射管24がノズルホルダ37に接続されるよ
うになっている。The spring 40 pressing the pressing rod 39 has its upper end received by a spring receiver 44. An adjusting screw 45 is attached to the upper end of the spring receiver 44. The adjusting screw 45 is screwed with a female screw 46 formed on the inner peripheral surface of the nozzle holder 37. Further, a protrusion 48 is formed on the side surface side of the nozzle holder 37, and a male screw 49 is formed on the protrusion 48, and a connection nut 50 screwed with the male screw 49.
The injection pipe 24 is connected to the nozzle holder 37.
【0012】つぎに燃料噴射ポンプ25の各ポンプユニ
ットの構成を説明すると、図3に示すように、プランジ
ャ54の下端部にはタペット55が取付けられている。
そしてタペット55は圧縮コイルばね56によって下方
に押圧されており、これによってカム30の外周面に押
付けられている。そしてプランジャ54が摺動可能に嵌
合しているバレル57にはスピルポート58が形成され
るとともに、このスピルポート58とほぼ対向するよう
に、プランジャ54の外周面には傾斜溝59が形成され
ている。Next, the structure of each pump unit of the fuel injection pump 25 will be described. As shown in FIG. 3, a tappet 55 is attached to the lower end of the plunger 54.
The tappet 55 is pressed downward by the compression coil spring 56, and thereby pressed against the outer peripheral surface of the cam 30. A spill port 58 is formed in the barrel 57 in which the plunger 54 is slidably fitted, and an inclined groove 59 is formed in the outer peripheral surface of the plunger 54 so as to substantially face the spill port 58. ing.
【0013】バレル57の外周側にはピニオン60が回
転可能に支持されている。そしてこのピニオン60には
コントロールスリーブ61が固着されるとともに、この
コントロールスリーブ61に形成されている切欠き62
は係合板63を受入れている。この係合板63はプラン
ジャ54に固着されている。A pinion 60 is rotatably supported on the outer peripheral side of the barrel 57. A control sleeve 61 is fixed to the pinion 60 and a notch 62 formed in the control sleeve 61.
Receives the engagement plate 63. The engagement plate 63 is fixed to the plunger 54.
【0014】各ポンプユニット26の出口側にはデリベ
リバルブ64が設けられており、ケーシング65の下部
に設けられているバルブシート66上に配されている。
そしてコイルばね67によってデリベルバルブ64はバ
ルブシート66側に押圧されている。A delivery valve 64 is provided on the outlet side of each pump unit 26, and is arranged on a valve seat 66 provided at the bottom of the casing 65.
The coil spring 67 presses the delivery valve 64 toward the valve seat 66.
【0015】次にシリンダ11内に組込まれているピス
トン12について説明すると、ピストン12はその頂部
に図4に示すように、入口側が狭くかつ奥の方が外周側
へ広がっているアンダーカットの燃焼室21を備えてい
る。しかもこの燃焼室21の中央部であってその底部に
はポペットバルブ状の突部70を備えている。突部70
はピストン12とは異種材料、例えばステンレス鋼また
はセラミックから製作され、摩擦圧接の方法によってピ
ストン12の燃焼室21の底部に接合されるようになっ
ている。Next, the piston 12 incorporated in the cylinder 11 will be explained. As shown in FIG. 4, the piston 12 has an undercut combustion in which the inlet side is narrow and the inner side is widened to the outer peripheral side as shown in FIG. The room 21 is provided. Moreover, a poppet valve-shaped projection 70 is provided at the bottom of the center of the combustion chamber 21. Protrusion 70
Is made of a material different from that of the piston 12, for example, stainless steel or ceramic, and is joined to the bottom of the combustion chamber 21 of the piston 12 by a friction welding method.
【0016】つぎに以上のような構成に成る直噴式ディ
ーゼルエンジンの動作の概要を説明する。Next, an outline of the operation of the direct injection diesel engine having the above-mentioned structure will be described.
【0017】エンジンの出力の一部によってタイマ31
を介してカムシャフト29が駆動されると、このカムシ
ャフト29に固着されているカム30がタペット55の
ローラを押上げることになり、これによってプランジャ
54がバレル57内を上方へ移動する。するとプランジ
ャ54の頂面がスピルポート58を閉じ、燃料の圧送を
開始する。プランジャ54がさらに上方へ移動すると、
やがて傾斜溝59がスピルポート58に整合し、これに
よってプランジャ54の上側の空間の圧力が傾斜溝59
を通してスピルポート58側に逃げるようになり、燃料
の圧送が終了する。The timer 31 is controlled by a part of the output of the engine.
When the camshaft 29 is driven via the camshaft 29, the cam 30 fixed to the camshaft 29 pushes up the roller of the tappet 55, whereby the plunger 54 moves upward in the barrel 57. Then, the top surface of the plunger 54 closes the spill port 58 and starts the pressure feeding of the fuel. When the plunger 54 moves further upward,
Eventually, the inclined groove 59 is aligned with the spill port 58, so that the pressure in the space above the plunger 54 is increased.
Through the spill port 58 side, and the pumping of fuel is completed.
【0018】燃料噴射ポンプ25のメカニカルガバナ2
7がコントロールラック28を移動させると、ピニオン
60が回転され、これによってコントロールスリーブ6
1が回転されるようになる。このコントロールスリーブ
61の回転は切欠き62および係合板63を介してプラ
ンジャ54に伝達され、バレル57内においてプランジ
ャ54が回転されることになる。従ってスピルポート5
8と整合する傾斜溝59の位置によって決まる有効スト
ロークが変化するようになり、燃料の調量が行なわれ、
1回に噴射される燃料の供給量が制御されるようにな
る。また燃料噴射ポンプ25のカムシャフト29に設け
られているタイマ31によって、カムシャフト29の位
相角が制御され、燃料の噴射のタイミングが調整される
ようになっている。Mechanical governor 2 of fuel injection pump 25
When the 7 moves the control rack 28, the pinion 60 is rotated, which causes the control sleeve 6 to move.
1 will be rotated. The rotation of the control sleeve 61 is transmitted to the plunger 54 via the notch 62 and the engaging plate 63, and the plunger 54 is rotated in the barrel 57. Therefore spill port 5
8, the effective stroke determined by the position of the inclined groove 59 aligned with 8 changes, and the fuel is metered.
The supply amount of fuel injected at one time is controlled. The timer 31 provided on the camshaft 29 of the fuel injection pump 25 controls the phase angle of the camshaft 29 and adjusts the fuel injection timing.
【0019】バレル57内においてプランジャ54が燃
料を圧送すると、デリベリバルブ64が開かれ、噴射管
24を通して燃料噴射ノズル20に燃料が圧送されるよ
うになる。図2に示す燃料噴射ノズル20の燃料通路4
2および43を通して燃料だめ51に燃料圧が加えられ
ると、ノズルニードル38はロッド39を介してばね4
0を圧縮しながら上方へ移動するようになり、これによ
ってノズルニードル38の先端側の部分がバルブシート
41から離れ、噴口35を通して燃料が噴射されるよう
になる。燃料の圧送を終了すると、ばね40の弾性復元
力によってロッド39を介してノズルニードル38が下
方へ押圧され、その先端部がバルブシート41に圧着さ
れて燃料の噴射を停止する。When the plunger 54 pumps the fuel in the barrel 57, the delivery valve 64 is opened and the fuel is pumped to the fuel injection nozzle 20 through the injection pipe 24. The fuel passage 4 of the fuel injection nozzle 20 shown in FIG.
When fuel pressure is applied to the fuel sump 51 through 2 and 43, the nozzle needle 38 moves through the rod 39 into the spring 4
0 is compressed and moves upward, whereby the tip end side portion of the nozzle needle 38 separates from the valve seat 41, and fuel is injected through the injection port 35. When the pressure feed of the fuel is completed, the elastic restoring force of the spring 40 pushes the nozzle needle 38 downward via the rod 39, and the tip end thereof is pressed against the valve seat 41 to stop the fuel injection.
【0020】燃料の噴霧は燃料噴射ノズル20の噴口3
5から、図1に示すピストン12の頂面に形成されてい
る燃焼室21に向けて噴射されるようになる。そしてこ
の燃料の噴霧は、圧縮された吸気の熱によって自然着火
され、シリンダ11内で燃焼が起り、ピストン12が下
方へ押され、エンジンの出力が取出されるようになる。
そしてこの後に排気弁19が開かれ、排気ポート17を
通して排気ガスが排出されるようになる。The fuel is sprayed by the injection port 3 of the fuel injection nozzle 20.
5, the fuel is injected toward the combustion chamber 21 formed on the top surface of the piston 12 shown in FIG. Then, this fuel spray is spontaneously ignited by the heat of the compressed intake air, combustion occurs in the cylinder 11, the piston 12 is pushed downward, and the output of the engine is taken out.
After this, the exhaust valve 19 is opened, and exhaust gas is discharged through the exhaust port 17.
【0021】このような直噴式ディーゼルエンジンにお
いて、その排気ガス中の窒素酸化物の低減のために、タ
イミングリタードを行なうと、黒煙も悪化するととも
に、燃費も悪化することになる。そこでこのエンジンに
おいては、ピストン12が上死点に達した直後から燃焼
させるようにするとともに、燃焼の促進を図るために、
ピストン12の燃焼室21の形状を渦流室型の形状と
し、しかも火炎の噴出による高温燃焼を行なうようにす
るために、スロート部71を突部70の外周側に設ける
ようにしている。In such a direct-injection diesel engine, if the timing retard is carried out in order to reduce the nitrogen oxides in the exhaust gas, black smoke and fuel efficiency will deteriorate. Therefore, in this engine, in order to make the combustion immediately after the piston 12 reaches the top dead center and to promote the combustion,
The shape of the combustion chamber 21 of the piston 12 is a swirl chamber type, and the throat portion 71 is provided on the outer peripheral side of the protrusion 70 in order to perform high temperature combustion by ejecting a flame.
【0022】ピストン12が上死点側へ移動する際に、
上死点に達する直前において、図5に示すように燃料噴
射ノズル20の噴口から燃料が噴射される。この噴口は
スロート部71を通して燃焼室21によって構成される
渦流室21で渦流となる。そしてこの後にピストン12
が図6に示すように下死点側へ移動を開始すると、渦流
室21内の乱流火炎は突部70の外周側のスロート部7
1を通って激しくぶつかり合いながら燃焼室21の入口
から上方へ噴出するようになり、これによって燃料噴霧
の再燃焼が行なわれ、このときに黒煙となるはずの煤も
再燃焼される。When the piston 12 moves to the top dead center side,
Immediately before reaching the top dead center, fuel is injected from the injection port of the fuel injection nozzle 20 as shown in FIG. This injection port becomes a swirl in the swirl chamber 21 formed by the combustion chamber 21 through the throat portion 71. And after this, the piston 12
As shown in FIG. 6, when the turbulent flame in the swirl chamber 21 starts moving to the bottom dead center side, the throat portion 7 on the outer peripheral side of the projection 70 is generated.
The fuel is sprayed upward from the inlet of the combustion chamber 21 while violently colliding with each other through 1. Thus, re-combustion of the fuel spray is performed, and soot which should be black smoke is re-combusted at this time.
【0023】このようにピストン12の燃焼室21の底
部であって突部70の外周側に渦流室を設けるととも
に、突部70の外周側と燃焼室21の入口部分との間に
スロート部71を形成することによって、燃料噴霧の内
の未燃焼の部分によって再燃焼が図られるとともに、熱
の発生率が向上することになり、効率が改善されること
になる。As described above, the swirl chamber is provided at the bottom of the combustion chamber 21 of the piston 12 and on the outer peripheral side of the protrusion 70, and the throat portion 71 is provided between the outer peripheral side of the protrusion 70 and the inlet portion of the combustion chamber 21. By forming the, the re-combustion is achieved by the unburned portion of the fuel spray, the heat generation rate is improved, and the efficiency is improved.
【0024】なおこの実施例においては、突部70をス
テンレス鋼から構成するようにしているが、このような
ステンレス鋼から成る突部70に代えてセラミック材を
用いるようにしてもよく、またこのような突部70の接
合は摩擦圧接以外の方法、例えば鋳造時に一緒に鋳込ん
だり、あとからねじで固定する等の各種の構造を採用す
ることができる。またこのような突部70を備えるピス
トン12はアルミニウム合金から成るピストンの他に
も、鋳鉄から成るピストンにも適用可能である。Although the projection 70 is made of stainless steel in this embodiment, a ceramic material may be used instead of the projection 70 made of such stainless steel, or the projection 70 may be made of stainless steel. The protrusions 70 can be joined by various methods other than friction welding, for example, various structures such as casting together at the time of casting or fixing with screws later. Further, the piston 12 provided with such a protrusion 70 can be applied to a piston made of cast iron as well as a piston made of an aluminum alloy.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上のように本発明は、ピストンの頂部
に形成されている凹部から成る燃焼室を入口よりも奥の
方が外周側に広がっているアンダーカットの形状とする
とともに、燃焼室のほぼ中央部に突部を設け、該突部と
燃焼室の入口部分との間にスロート部が形成されるよう
にしたものである。As described above, according to the present invention, the combustion chamber composed of the concave portion formed at the top of the piston is formed into an undercut shape in which the inner side is widened toward the outer peripheral side than the inlet, and the combustion chamber is formed. Is provided at a substantially central portion thereof, and a throat portion is formed between the projection and the inlet portion of the combustion chamber.
【0026】従って本発明によれば、突部の外周側であ
って燃焼室の内部が渦流室となり、この渦流室で燃料の
噴霧を吸気と良好に混合することが可能になる。しかも
このような混合気の燃焼によって発生した燃焼ガスが燃
焼室から成る渦流室から噴出する際に、突部の外周側で
あって燃焼室の入口部分との間に形成されるスロート部
で激しく再燃焼されることが可能になり、これによって
黒煙の発生を抑えるとともに、熱効率の改善を図ること
が可能になる。Therefore, according to the present invention, the inside of the combustion chamber on the outer peripheral side of the protrusion becomes the swirl chamber, and the spray of fuel can be mixed well with the intake air in this swirl chamber. Moreover, when the combustion gas generated by the combustion of the air-fuel mixture is ejected from the swirl chamber consisting of the combustion chamber, it is violently generated at the throat portion formed on the outer peripheral side of the protrusion and between the combustion chamber and the inlet portion of the combustion chamber. It becomes possible to re-combust, which suppresses the generation of black smoke and improves the thermal efficiency.
【図1】直噴式ディーゼルエンジンの縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a direct injection diesel engine.
【図2】燃料噴射ノズルの縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view of a fuel injection nozzle.
【図3】燃料噴射ポンプの要部断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a main part of a fuel injection pump.
【図4】ピストンの一部を破断した斜視図である。FIG. 4 is a perspective view in which a part of a piston is cut away.
【図5】渦流の状態を示す要部断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of essential parts showing a state of vortex flow.
【図6】乱流による再燃焼を示す要部断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of essential parts showing reburning due to turbulent flow.
10 シリンダブロック 11 シリンダ 12 ピストン 13 ピストンピン 14 コンロッド 15 シリンダヘッド 16 吸気ポート 17 排気ポート 18 吸気バルブ 19 排気バルブ 20 燃料噴射ノズル 21 燃焼室 24 噴射管 25 燃料噴射ポンプ 26 ポンプユニット 27 メカニカルガバナ 28 コントロールラック 29 カムシャフト 30 カム 31 タイマ 34 ノズル本体 35 噴口 36 リテーナ 37 ノズルホルダ 38 ノズルニードル 39 押圧ロッド 40 ばね 41 バルブシート 42、43 燃料通路 44 ばね受け 45 調整ねじ 46 雌ねじ 47 キャップ 48 突部 49 雄ねじ 50 接続用ナット 51 燃料だめ 54 プランジャ 55 タペット 56 コイルばね 57 バレル 58 スピルポート 59 傾斜溝 60 ピニオン 61 コントロールスリーブ 62 切欠き 63 係合板 64 デリベリバルブ 65 ケーシング 66 バルブシート 67 コイルばね 70 突部 71 スロート部 10 Cylinder Block 11 Cylinder 12 Piston 13 Piston Pin 14 Connecting Rod 15 Cylinder Head 16 Intake Port 17 Exhaust Port 18 Intake Valve 19 Exhaust Valve 20 Fuel Injection Nozzle 21 Combustion Chamber 24 Injection Pipe 25 Fuel Injection Pump 26 Pump Unit 27 Mechanical Governor 28 Control Rack 29 Cam Shaft 30 Cam 31 Timer 34 Nozzle Main Body 35 Nozzle 36 Retainer 37 Nozzle Holder 38 Nozzle Needle 39 Push Rod 40 Spring 41 Valve Seat 42, 43 Fuel Passage 44 Spring Bearing 45 Adjusting Screw 46 Female Thread 47 Cap 48 Projection 49 Male Thread 50 Connection Nut 51 Fuel sump 54 Plunger 55 Tappet 56 Coil spring 57 Barrel 58 Spill port 59 Inclined groove 60 Pinion 61 Cement engaging roll sleeve 62 notch 63 Plywood 64 Deriberibarubu 65 casing 66 valve seat 67 coil spring 70 projection 71 throat
Claims (1)
とともに、加圧された燃料を燃料噴射ノズルに供給し、
その噴口からピストンの頂部に形成されている燃焼室に
向けて燃料を噴射するようにした直噴式ディーゼルエン
ジンにおいて、 前記ピストンの頂部に形成されている凹部から成る燃焼
室を入口よりも奥の方が外周側に広がっているアンダー
カットの形状とするとともに、 前記燃焼室のほぼ中央部に突部を設け、該突部と前記燃
焼室の入口部分との間にスロ−ト部が形成されるように
した、 ことを特徴とする直噴式ディーゼルエンジン。1. A fuel injection pump pressurizes fuel and supplies the pressurized fuel to a fuel injection nozzle,
In a direct-injection diesel engine in which fuel is injected from the injection port toward the combustion chamber formed at the top of the piston, the combustion chamber consisting of the recess formed at the top of the piston is located deeper than the inlet. Has a shape of an undercut that spreads to the outer peripheral side, a protrusion is provided substantially in the center of the combustion chamber, and a slot is formed between the protrusion and the inlet of the combustion chamber. A direct-injection diesel engine characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5027313A JPH06212973A (en) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | Direct injection diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5027313A JPH06212973A (en) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | Direct injection diesel engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06212973A true JPH06212973A (en) | 1994-08-02 |
Family
ID=12217599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5027313A Pending JPH06212973A (en) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | Direct injection diesel engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06212973A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8156927B2 (en) | 2006-02-08 | 2012-04-17 | Hino Motors, Ltd. | Combustion chamber structure for direct injection diesel engine |
EP3803089A4 (en) * | 2018-05-30 | 2021-11-03 | Scania CV AB | Diesel engine, motor vehicle and method for reducing heat transfer to a piston of a cylinder of a diesel engine |
-
1993
- 1993-01-22 JP JP5027313A patent/JPH06212973A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8156927B2 (en) | 2006-02-08 | 2012-04-17 | Hino Motors, Ltd. | Combustion chamber structure for direct injection diesel engine |
EP3803089A4 (en) * | 2018-05-30 | 2021-11-03 | Scania CV AB | Diesel engine, motor vehicle and method for reducing heat transfer to a piston of a cylinder of a diesel engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3042931B2 (en) | Direct injection diesel engine | |
JPH06212973A (en) | Direct injection diesel engine | |
JPS60166749A (en) | Fuel injection valve | |
JP2585033Y2 (en) | In-cylinder fuel direct injection internal combustion engine | |
JPH07103106A (en) | Fuel injection device | |
JPH07167016A (en) | Fuel injection device | |
JPH0642351A (en) | Direct injection type diesel engine | |
JP2801812B2 (en) | Direct injection diesel engine | |
JPH0417769A (en) | Fuel injection nozzle | |
JP3132601B2 (en) | diesel engine | |
JP3042932B2 (en) | Direct injection diesel engine | |
JP3039723B2 (en) | Direct injection diesel engine | |
JPH0749032A (en) | Direct injection type diesel engine | |
JP2553011B2 (en) | Fuel injection pump | |
JPH05157018A (en) | Fuel injection device | |
JPH07238837A (en) | Piston for internal combustion engine | |
JPH08121286A (en) | Fuel injection device | |
JPH07189701A (en) | Piston for internal combustion engine | |
JP3973501B2 (en) | Sub-chamber internal combustion engine | |
JPH0738664U (en) | diesel engine | |
JPH05157019A (en) | Fuel injection device | |
JP3674135B2 (en) | Direct in-cylinder spark ignition engine | |
JPH03967A (en) | Fuel injection device | |
JPH05215036A (en) | Fuel injection device | |
JPH06257534A (en) | Fuel injection device |