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JPH0642351A - Direct injection type diesel engine - Google Patents

Direct injection type diesel engine

Info

Publication number
JPH0642351A
JPH0642351A JP4218304A JP21830492A JPH0642351A JP H0642351 A JPH0642351 A JP H0642351A JP 4218304 A JP4218304 A JP 4218304A JP 21830492 A JP21830492 A JP 21830492A JP H0642351 A JPH0642351 A JP H0642351A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion chamber
fuel
diesel engine
nozzle
fuel injection
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
Application number
JP4218304A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuji Eguchi
展司 江口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP4218304A priority Critical patent/JPH0642351A/en
Publication of JPH0642351A publication Critical patent/JPH0642351A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0648Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
    • F02B23/0651Means 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
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    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0669Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0672Omega-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
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14Direct injection into combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/247Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis
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Abstract

PURPOSE:To decrease black smoke and particulates in exhaust gas when timing retard for delaying the timing of fuel injection is actuated so as to decrease quantity of nitrogen oxide in the exhaust gas, in a direct injection type diesel engine. CONSTITUTION:A troidal type auxiliary combustion chamber 22 is formed in the central part of the bottom part of a main combustion chamber 21 formed on the top part of a piston 12, and fuel is injected into the main and auxiliary chambers 21, 22 respectively through a fuel injection nozzle 20.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は直噴型ディーゼルエンジ
ンに係り、とくにピストンの頂面に凹部から成る燃焼室
を形成し、燃料噴射ノズルによって上記ピストンの燃焼
室に燃料を噴射するようにした直噴型ディーゼルエンジ
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, a combustion chamber having a recess is formed on the top surface of a piston, and fuel is injected into the combustion chamber of the piston by a fuel injection nozzle. Direct injection diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンはピストンを上死点
側へ移動させることによって、シリンダ内の吸気を圧縮
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燃料を噴射するよ
うにし、燃料の噴霧を吸気の熱によって自然着火させて
燃焼を行なうようにしている。
2. Description of the Related Art In a diesel engine, by moving a piston to the top dead center side, intake air in the cylinder is compressed and kept in a high temperature state, and fuel is injected in synchronization with the piston almost reaching top dead center. The fuel is injected from the nozzle, and the fuel spray is spontaneously ignited by the heat of intake air to perform combustion.

【0003】燃料噴射ノズルから噴射された燃料の噴霧
はピストンの頂面に形成されている凹部から成る燃焼室
内において吸気と混合されて混合気を形成し、この混合
気が燃焼されるようになっている。
The fuel spray injected from the fuel injection nozzle is mixed with intake air in a combustion chamber formed by a recess formed on the top surface of the piston to form a mixture, and this mixture is burned. ing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ピストンの頂面に形成
されている従来の燃焼室は、外周壁がえぐられているト
ロイダル型あるいはほぼカップ状をなすオープンチャン
バ型になっており、比較的単純な形状をなしている。従
ってこのような従来の燃焼室によれば、燃料の噴霧と空
気との混合が必ずしも良好に行なわれるとは限らず、燃
焼室内の空気の利用には限界があった。しかも燃焼温度
を下げて排気ガス中の窒素酸化物の含有量を低減するた
めに、燃料の噴射を遅角させるタイミングリタードを行
なうようにすると、燃料と空気との混合促進のための時
間が少なくなり、これによって黒煙やパティキュレート
が多量に発生するという問題があった。
The conventional combustion chamber formed on the top surface of the piston is a toroidal type in which the outer peripheral wall is scooped out or an open chamber type having a substantially cup shape, which is relatively simple. It has a unique shape. Therefore, according to such a conventional combustion chamber, the fuel spray and the air are not always mixed well, and there is a limit to the utilization of the air in the combustion chamber. Moreover, in order to lower the combustion temperature and reduce the content of nitrogen oxides in the exhaust gas, the timing retard for retarding the fuel injection is performed, and the time for promoting the mixing of fuel and air is reduced. Therefore, there is a problem that a large amount of black smoke and particulates are generated.

【0005】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、直噴型ディーゼルエンジンの燃焼室内
における空気と燃料噴霧との混合を促進し、これによっ
て燃焼改善を図るようにした直噴型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 promotes mixing of air and fuel spray in the combustion chamber of a direct injection diesel engine, thereby improving combustion. It is intended to provide a direct injection diesel engine.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、ピストンの頂
面に凹部から成る主燃焼室を形成し、燃料噴射ノズルに
よって前記主燃焼室内に燃料を噴射するようにした直噴
型ディーゼルエンジンにおいて、前記主燃焼室の底部の
ほぼ中央部に前記主燃焼室よりも小さな凹部から成る副
燃焼室を形成するようにし前記燃料噴射ノズルによって
前記副燃焼室へも燃料を噴射するようにしたことを特徴
とする直噴型ディーゼルエンジンに関するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a direct injection diesel engine in which a main combustion chamber consisting of a recess is formed on the top surface of a piston, and fuel is injected into the main combustion chamber by a fuel injection nozzle. A sub-combustion chamber consisting of a recess smaller than the main combustion chamber is formed in the substantially central portion of the bottom of the main combustion chamber, and the fuel is also injected into the sub-combustion chamber by the fuel injection nozzle. The present invention relates to a characteristic direct injection diesel engine.

【0007】[0007]

【作用】燃料噴射ノズルによって主燃焼室のみならず、
この主燃焼室の底部のほぼ中央部に形成されている副燃
焼室にも燃料が噴射されることになり、このような燃料
噴霧が空気と混合されて燃焼することになる。とくに主
燃焼室内の火炎と副燃焼室内の火炎とが燃焼室のほぼ中
央部でぶつかり合い、これによって空気の利用効率が改
善されることになり、燃焼改善が行なわれる。
[Function] Not only the main combustion chamber is provided by the fuel injection nozzle,
Fuel is also injected into the auxiliary combustion chamber formed in the substantially central portion of the bottom of the main combustion chamber, and such fuel spray is mixed with air and burned. In particular, the flame in the main combustion chamber and the flame in the auxiliary combustion chamber collide with each other in the substantially central portion of the combustion chamber, which improves the utilization efficiency of air and improves combustion.

【0008】[0008]

【実施例】図1は本発明の一実施例に係る燃料噴射装置
を備え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10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。
1 shows a main part of a diesel engine equipped with a fuel injection device according to an embodiment of the present invention, in which a cylinder block 10 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.

【0009】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 the 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.

【0010】ピストン12の頂部には図4および図5に
示すように、側壁部側が入込んでアンダカットになって
いるトロイダル型の燃焼室21が形成されている。しか
もこの燃焼室21の底部のほぼ中央部には主燃焼室21
よりも小さな副燃焼室22が形成されている。なお副燃
焼室22は補助ピース23に予め形成されており、この
補助ピース23を主燃焼室21の底部に固着するように
している。補助ピース23の材料としては例えばステレ
ンス鋼やセラミックスが用いられる。
As shown in FIGS. 4 and 5, at the top of the piston 12, a toroidal type combustion chamber 21 is formed in which the side wall portion is inserted and is undercut. Moreover, the main combustion chamber 21 is provided at the center of the bottom of the combustion chamber 21.
A smaller sub combustion chamber 22 is formed. The auxiliary combustion chamber 22 is formed in advance on the auxiliary piece 23, and the auxiliary piece 23 is fixed to the bottom of the main combustion chamber 21. As the material of the auxiliary piece 23, for example, stainless steel or ceramics is used.

【0011】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.

【0012】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の先端部に主噴口35と補助噴口52と
が形成されている(図6参照)。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3
8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40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4
3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 a nozzle body 34, and a main jet port 35 and an auxiliary jet port 52 are formed at the tip portion of the nozzle body 34 (see FIG. 6). And the nozzle body 34
Is attached to a nozzle holder 37 by a retainer 36. A nozzle needle 38 is slidably held in the nozzle body 34. And this nozzle needle 3
The upper end of 8 is pressed downward by a compression coil spring 40 in the nozzle holder 37 via a pressing rod 39. 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. Fuel passage 4
A fuel sump 51 is formed at the end of 3.

【0013】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 upper end of the spring 40 pressing the pressing rod 39 is received by the 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.

【0014】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.

【0015】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.

【0016】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.

【0017】つぎに以上のような構成に成る直噴型ディ
ーゼルエンジンの動作の概要を説明する。
Next, the outline of the operation of the direct injection diesel engine having the above-mentioned structure will be described.

【0018】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、図3に示す
ような形状のカム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5
7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5
9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 having the shape shown in FIG. 3 pushes up the roller of the tappet 55, which causes the plunger 54 to move.
Move up in 7. 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, the inclined groove 5
9 aligns with the spill port 58, whereby the pressure in the space above the plunger 54 escapes to the spill port 58 side through the inclined groove 59, and the pumping of fuel is completed.

【0019】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 is changed, 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.

【0020】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 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.

【0021】燃料の噴霧は燃料噴射ノズル20の主噴口
35および補助噴口52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、22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 from the main injection port 35 and the auxiliary injection port 52 of the fuel injection nozzle 20 through the piston 12 shown in FIG.
The fuel is injected toward the combustion chambers 21 and 22 formed on the top surface of the. 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. And after this, the exhaust valve 19
Is opened and exhaust gas is exhausted through the exhaust port 17.

【0022】上記燃料噴射ノズル20によって燃料の噴
霧が噴射されるピストン12の頂部の燃焼室21は図4
および図5に示すように、その外周側の部分がアンダカ
ットになっているトロイダル型の形状をなしている。し
かも主燃焼室21の底部には補助ピース23によって副
燃焼室22が設けられている。すなわちピストン12は
2重構造の燃焼室21、22を備えている。
The combustion chamber 21 at the top of the piston 12 into which the fuel spray is injected by the fuel injection nozzle 20 is shown in FIG.
As shown in FIG. 5 and FIG. 5, the outer peripheral portion has an undercut toroidal shape. Moreover, the auxiliary combustion chamber 22 is provided at the bottom of the main combustion chamber 21 by the auxiliary piece 23. That is, the piston 12 includes combustion chambers 21 and 22 having a double structure.

【0023】そして燃料噴射ノズル20からは図5に示
すように、主燃焼室21ばかりでなく副燃焼室22へも
燃料が噴射されるようになっている。図6に示すよう
に、ノズル本体34の先端部には噴口35とともに、斜
め下向きに補助噴口52が設けられており、この補助噴
口52によって噴射される燃料が、副燃焼室22に供給
されるようになっている。しかも補助噴口52の直径は
主噴口35よりも小さな値になっており、これによって
副燃焼室22側への燃料の噴霧の量は主燃焼室21側へ
の燃料の噴霧の量よりも少なくなっている。
As shown in FIG. 5, the fuel injection nozzle 20 injects fuel not only into the main combustion chamber 21 but also into the auxiliary combustion chamber 22. As shown in FIG. 6, an auxiliary injection port 52 is provided obliquely downward along with the injection port 35 at the tip of the nozzle body 34, and the fuel injected by this auxiliary injection port 52 is supplied to the auxiliary combustion chamber 22. It is like this. Moreover, the diameter of the auxiliary injection port 52 is smaller than that of the main injection port 35, so that the amount of fuel sprayed to the side of the auxiliary combustion chamber 22 becomes smaller than the amount of fuel sprayed to the side of the main combustion chamber 21. ing.

【0024】このように主燃焼室21と副燃焼室22と
にそれぞれ燃料を噴射すると、とくに主燃焼室21の底
部側における空気の利用率が改善される。また主燃焼室
21の外周壁側で生じた火炎が中心側へ拡散されるとと
もに、このような火炎が副燃焼室22の入口部分で副燃
焼室22から出てくる火炎とぶつかり合って空気と燃焼
ガスの衝突をより活発化させる。これによってさらに空
気の利用率が改善されることになる。
Injecting fuel into the main combustion chamber 21 and the auxiliary combustion chamber 22 in this way improves the utilization rate of air particularly on the bottom side of the main combustion chamber 21. Further, the flame generated on the outer peripheral wall side of the main combustion chamber 21 is diffused toward the center side, and such a flame collides with the flame emerging from the sub combustion chamber 22 at the inlet portion of the sub combustion chamber 22 and becomes air. Make the combustion gas collision more active. This will further improve the utilization rate of air.

【0025】このような燃焼室21、22を有するピス
トン12は、とくに燃焼温度を抑制して排気ガス中の窒
素酸化物を低減するためにタイミングリタードを行なう
ようにしたディーゼルエンジンに好適である。なぜなら
ばこのようなタイミングリタードを行なうと、燃料噴霧
と空気との混合促進時間が少なくなっており、これによ
って空気の利用率が下がるからである。このような空気
の利用率の低下を上記の副燃焼室22の存在によって防
止することが可能になり、排気ガス中の窒素酸化物の低
減と、黒煙およびパティキュレートの発生を抑えること
が可能になる。
The piston 12 having the combustion chambers 21 and 22 as described above is particularly suitable for a diesel engine in which a timing retard is performed in order to suppress the combustion temperature and reduce the nitrogen oxides in the exhaust gas. This is because when such timing retardation is performed, the mixing promotion time of the fuel spray and the air is reduced, which reduces the utilization rate of the air. It becomes possible to prevent such a decrease in the utilization rate of air by the existence of the auxiliary combustion chamber 22 described above, and it is possible to reduce the nitrogen oxides in the exhaust gas and suppress the generation of black smoke and particulates. become.

【0026】[0026]

【変形例】以上本発明を図示の一実施例につき述べた
が、本発明は上記実施例によって限定されることなく、
本発明の技術的思想に基いて各種の変更が可能である。
例えば上記実施例においては、トロイダル型の主燃焼室
21の底部にトロイダル型の副燃焼室22を形成するよ
うにしているが、オープンチャンバ型の主燃焼室の底部
にトロイダル型の副燃焼室を設けるようにしてもよい。
[Modification] The present invention has been described above with reference to the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment.
Various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
For example, in the above embodiment, the toroidal-type auxiliary combustion chamber 22 is formed at the bottom of the toroidal-type main combustion chamber 21, but the toroidal-type auxiliary combustion chamber is formed at the bottom of the open-chamber-type main combustion chamber. It may be provided.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように本発明は、ピストンの頂部
に形成されている主燃焼室の底部のほぼ中央部に上記主
燃焼室よりも小さな凹部から成る副燃焼室を形成するよ
うにし、燃焼噴射ノズルによって主燃焼室ばかりでなく
副燃焼室へも燃料を噴射するようにしたものである。
As described above, according to the present invention, the sub-combustion chamber having a recess smaller than the main combustion chamber is formed in the substantially central portion of the bottom of the main combustion chamber formed at the top of the piston. The fuel is injected not only into the main combustion chamber but also into the auxiliary combustion chamber by the combustion injection nozzle.

【0028】従って主燃焼室の中央部付近の空気であっ
て従来有効に利用されていなかった空気が副燃焼室に噴
射される燃料噴霧と混合され、これによってこの部分の
空気が有効利用されることになる。しかも主燃焼室の外
周側から中心側へ広がる火炎が副燃焼室の出口の部分で
副燃焼室からの火炎と激しくぶつかり合うようになり、
これによって燃焼ガスと空気との衝突をより活発化して
空気の利用をさらに促進させるようになる。従って燃焼
温度を抑えて排気ガス中の窒素酸化物の量を低減するた
めにタイミングリタードを行なった場合における排気ガ
ス中の黒煙およびパティキュレートの量の低減を図るこ
とが可能になり、排ガス改善の促進につながることにな
る。
Therefore, the air in the vicinity of the central portion of the main combustion chamber, which has not been effectively used in the past, is mixed with the fuel spray injected into the auxiliary combustion chamber, whereby the air in this portion is effectively used. It will be. Moreover, the flame that spreads from the outer peripheral side to the center side of the main combustion chamber will collide violently with the flame from the auxiliary combustion chamber at the outlet of the auxiliary combustion chamber.
As a result, the collision between the combustion gas and the air is further activated and the utilization of the air is further promoted. Therefore, it is possible to reduce the amount of black smoke and particulates in the exhaust gas when timing retard is performed in order to suppress the combustion temperature and reduce the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas. Will lead to the promotion of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る直噴型ディーゼルエン
ジンの要部縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a direct injection diesel engine according to an embodiment of the present invention.

【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斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a main part of a fuel injection pump.

【図4】ピストンの平面図である。FIG. 4 is a plan view of a piston.

【図5】図4におけるV〜V線断面図である。5 is a sectional view taken along line VV in FIG.

【図6】燃料噴射ノズルの先端部の構造を示す拡大縦断
面図である。
FIG. 6 is an enlarged vertical sectional view showing the structure of the tip portion of the fuel injection nozzle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 22 副燃焼室 23 補助ピース 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 主噴口 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 52 補助噴口 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 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 22 auxiliary combustion chamber 23 auxiliary piece 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 body 35 Main injection hole 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 screw 47 Cap 48 Projection 49 Male screw 50 Connection nut 51 Fuel sump 52 Auxiliary nozzle 54 Plunger 55 Tappet 56 Coil spring 57 Barrel 58 Spill port 59 Inclined groove 60 Pinion 61 Control sleeve 62 Notch 63 Engagement plate 64 Delivery valve 65 Casing 66 Valve seat 67 Coil spring

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピストンの頂面に凹部から成る主燃焼室
を形成し、燃料噴射ノズルによって前記主燃焼室内に燃
料を噴射するようにした直噴型ディーゼルエンジンにお
いて、 前記主燃焼室の底部のほぼ中央部に前記主燃焼室よりも
小さな凹部から成る副燃焼室を形成するようにし前記燃
料噴射ノズルによって前記副燃焼室へも燃料を噴射する
ようにしたことを特徴とする直噴型ディーゼルエンジ
ン。
1. A direct injection diesel engine in which a main combustion chamber consisting of a recess is formed on the top surface of a piston, and fuel is injected into the main combustion chamber by a fuel injection nozzle. A direct-injection diesel engine, characterized in that a sub-combustion chamber consisting of a recess smaller than the main combustion chamber is formed substantially in the center and fuel is also injected into the sub-combustion chamber by the fuel injection nozzle. .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1332126C (en) * 2004-08-31 2007-08-15 侯德洋 Adaptive controllable thermal premixing direct injection diesel engine combustion system and method
JP2011185242A (en) * 2010-03-11 2011-09-22 Isuzu Motors Ltd Diesel engine combustion chamber
JP2011185241A (en) * 2010-03-11 2011-09-22 Isuzu Motors Ltd Diesel engine combustion chamber

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