JP2006022781A

JP2006022781A - 直接燃料噴射式ディーゼル機関

Info

Publication number: JP2006022781A
Application number: JP2004203504A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Imamori; 祐介今森; Yuji Oda; 裕司小田; Hiroyuki Endo; 浩之遠藤; Takeshi Nakai; 毅中井
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2006-01-26

Abstract

【課題】ピストンキャビティー内及びピストン頂面の上部空間の双方における燃料噴霧の分散を促進して該燃料噴霧への空気の取り込みを良化することにより、希薄予混合燃焼を促進してＮＯｘ及び煤塵の発生を抑制した直接燃料噴射式ディーゼル機関を提供する。
【解決手段】ピストンキャビティー及びピストン頂面上部に形成される燃焼室内に、燃料噴射弁から直接に燃料を噴射するように構成された直接燃料噴射式ディーゼル機関において、前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、ピストンキャビティーとピストン頂面の内周とにより形成されるピストンキャビティー角部に燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧が交叉するように、燃料噴射期間及びピストンキャビティー角部の位置及び燃料噴霧の方向の関係を設定したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として４サイクルディーゼル機関に適用され、ピストンキャビティー及びピストン頂面上部に形成される燃焼室内に、燃料噴射弁から直接に燃料を噴射するように構成された直接燃料噴射式ディーゼル機関に関する。

ディーゼル機関（以下エンジンという）においては、燃料噴射弁から、エンジン（ディーゼル機関）の上死点前に少量のパイロット燃料噴射をして燃焼室内に希薄予混合燃焼を行い、該パイロット噴射による希薄予混合燃焼後に該パイロット噴射よりも多量のメイン燃料噴射を行って拡散燃焼を行うことにより、ＮＯｘ及び煤塵の発生を抑制している。

図５（Ａ）、（Ｂ）は、かかるパイロット燃料噴射とメイン燃料噴射の２段階燃料噴射を行うようにした４サイクルディーゼル機関におけるパイロット燃料噴射時の燃焼室内の燃料噴霧の状況を示す要部断面図である。
図５（Ａ）、（Ｂ）において、１はピストン、３はシリンダヘッド、４はシリンダライナ、２１はピストンリング、１１は前記ピストン１の上部中央に形成されたピストンキャビティー、１２はピストン頂面である。７は前記ピストンキャビティー１１及びピストン頂面上部に形成された燃焼室である。

２は前記燃焼室７内に燃料を噴射する燃料噴射弁、６は該燃料噴射弁２の噴口中心線である。また、αは前記噴口中心線６とシリンダ中心１００とがなす角度つまり噴射角である。
図５（Ａ）の場合は、燃料噴射弁２の噴口中心線６の延長線がピストン頂面１２上に延び、燃料噴霧８が主としてピストン頂面１２の上部に噴射されるようになっている。図５（Ｂ）の場合は、燃料噴射弁２の噴口中心線６の延長線がピストンキャビティー１１内に延び、燃料噴霧８が主としてピストンキャビティー１１内に噴射されるようになっている。

また、ピストンキャビティー内における燃料の拡散燃焼を促進する手段として、特許文献１（特開平７−１０２９７５号公報）の技術が提供されている。
かかる技術においては、ピストンキャビティーの側壁から燃料噴霧と同数の突起を独立して突設し、該突起の上面に燃料噴霧が衝突する受け面を形成し、燃料噴射弁からの燃料噴射方向をピストンキャビティー内の前記受け面よりも上部に設定して、突起の受け面によりピストンキャビティー内における燃料の拡散を促進するように構成されている。

特開平７−１０２９７５号公報

しかしながら、図５（Ａ）の場合は、燃料噴射弁２の噴口中心線６の延長線がピストン頂面１２上に延びて、燃料噴霧８が主としてピストン頂面１２の上部に噴射されるようになっているため、ピストン頂面１２の上部に燃料噴霧が塊状になって燃料の蒸発が遅れ、
また図５（Ｂ）の場合は、燃料噴射弁２の噴口中心線６の延長線がピストンキャビティー１１内に延びて、燃料噴霧８が主としてピストンキャビティー１１内に噴射されるようになっているため、ピストンキャビティー１１内に燃料噴霧が塊状になって燃料の蒸発が遅れ、かかる２つの場合のいずれにおいても、パイロット噴射による希薄予混合が形成され難くなって、ＮＯｘ及び煤塵が発生し易い。

一方、特許文献１に開示されている技術においては、燃料噴射弁からの燃料噴霧を、ピストンキャビティーの側壁から燃料噴霧と同数設けられた突設の受け面に当てるようにして、ピストンキャビティー内における燃料の拡散を促進するように構成されているが、燃焼室のピストン頂面１２の上部空間には燃料噴霧が十分に供給され難く、従って、ピストン頂面１２の上部空間において希薄予混合が形成され難くなって、ＮＯｘ及び煤塵が発生し易くなる。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ピストンキャビティー内及びピストン頂面の上部空間の双方における燃料噴霧の分散を促進して該燃料噴霧への空気の取り込みを良化することにより、希薄予混合燃焼を促進してＮＯｘ及び煤塵の発生を抑制した直接燃料噴射式ディーゼル機関を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、ピストンキャビティー及びピストン頂面上部に形成される燃焼室内に、燃料噴射弁から直接に燃料を噴射するように構成された直接燃料噴射式ディーゼル機関において、前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、前記ピストンキャビティーとピストン頂面の内周とにより形成されるピストンキャビティー角部に前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧が交叉するように、前記燃料噴射期間及び前記角部の位置及び前記燃料噴霧の方向の関係を設定したことを特徴とする。

かかる発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
（１）前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、前記ピストンキャビティー角部に前記燃料噴射弁の噴口中心線が交叉するように、前記燃料噴射期間及び前記角部の位置及び前記噴口中心線の方向の関係を設定する。
（２）前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、前記ピストンキャビティー角部が前記燃料噴射弁からの燃料噴霧広がり角の範囲内に位置するように、前記燃料噴射期間及び前記角部の位置及び前記燃料噴霧広がり角の関係を設定する。

かかる発明によれば、燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、ピストンキャビティーとピストン頂面の内周とにより形成されるピストンキャビティー角部に、燃料噴射弁の噴口中心線が交叉するように、あるいは前記ピストンキャビティー角部が燃料噴射弁からの燃料噴霧広がり角の範囲内にあるように、前記燃料噴射期間及び前記角部の位置及び燃料噴霧の方向の関係を設定することにより、燃料噴射弁からの燃料噴霧は噴射期間中前記ピストンキャビティー角部に衝突して、衝突後の燃料噴霧は該ピストンキャビティー角部よりも下側のピストンキャビティー内及び該角部よりも上側のピストン頂面上部に分かれて分散する。

かかるピストンキャビティー角部への衝突による燃料噴霧のピストンキャビティー内及びピストン頂面上部への分散によって、該ピストンキャビティー内及びピストン頂面上部空間の双方における燃料噴霧の分散が促進され、結果として燃焼室全体において燃料噴霧への空気の取り込みが良化する。これにより、希薄予混合燃焼が促進されてＮＯｘ及び煤塵の発生を抑制できる。

また本発明は、前記直接燃料噴射式ディーゼル機関において、前記ピストンキャビティーとピストン頂面の内周との交叉部に前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧が衝突可能な傾斜面を形成し、前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、前記傾斜面に前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧が衝突するように、前記燃料噴射期間及び前記傾斜面の形態及び前記燃料噴霧の方向の関係を設定したことを特徴とする。

かかる発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
（１）前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、前記傾斜面に前記燃料噴射弁の噴口中心線が交叉するように、前記燃料噴射期間及び前記傾斜面の形態及び前記噴口中心線の方向の関係を設定する。
（２）前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、前記傾斜面が前記燃料噴射弁からの燃料噴霧広がり角の範囲内に位置するように、前記燃料噴射期間及び前記傾斜面の形態及び前記燃料噴霧広がり角の関係を設定する。

かかる発明によれば、燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、ピストンキャビティーとピストン頂面の内周との交叉部に形成された傾斜面に、燃料噴射弁の噴口中心線が交叉するように、あるいは前記傾斜面が燃料噴射弁からの燃料噴霧広がり角の範囲内にあるように、前記燃料噴射期間及び前記角部の位置及び燃料噴霧の方向の関係を設定することにより、燃料噴射弁からの燃料噴霧は噴射期間中前記傾斜面に衝突して、衝突後の燃料噴霧は該傾斜面に沿って斜め上方に進んでピストン頂面上部に分かれて分散するとともに、該傾斜面よりも下側のピストンキャビティー内に分かれて分散する。

かかる傾斜面への衝突による燃料噴霧のピストンキャビティー内及びピストン頂面上部への分散によって、該ピストンキャビティー内及びピストン頂面上部空間の双方における燃料噴霧の分散が促進され、結果として燃焼室全体において燃料噴霧への空気の取り込みが良化する。これにより、希薄予混合燃焼が促進されてＮＯｘ及び煤塵の発生を抑制できる。

また本発明は、前記直接燃料噴射式ディーゼル機関において、前記ピストン頂面に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において該燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧が衝突する突起部を形成し、該突起部は前記燃料噴霧が該突起部に衝突後、該燃料噴霧の一部が前記燃焼室のピストン頂面上部に拡散可能にその位置及び形状を設定されたことを特徴とする。
かかる発明によれば、燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、燃料噴射弁からの燃料噴霧は噴射期間中前記突起部に衝突して、その多くが該突起部によりピストン頂面上部空間に巻上げられて該ピストン頂面上部空間で分散するとともに、残りの燃料噴霧がピストンキャビティー内に分かれて分散する。
かかる突起部への衝突による燃料噴霧のピストン頂面上部への巻上げ、分散、及びピストンキャビティー内への分散によって、ピストン頂面上部空間及びピストンキャビティー内の双方における燃料噴霧の分散が、特にピストン頂面上部空間における燃料噴霧の分散が促進され、結果として燃焼室全体において燃料噴霧への空気の取り込みが良化する。これにより、希薄予混合燃焼が促進されてＮＯｘ及び煤塵の発生を抑制できる。

また、かかる発明において好ましくは、前記突起部をピストンの半径方向に沿って複数個設け、外周側に設置された前記突起部の高さを内周側に設置された前記突起部の高さよりも高くする。
このように構成すれば、燃料噴射弁からの燃料噴霧が内周側に設置された突起部に衝突しない期間でも、該内周側の突起部よりも高さの高い外周側の突起部に燃料噴霧が衝突して、前記のようなピストン頂面上部への巻上げ、分散を促進できる。

前記燃料噴射式ディーゼル機関としては、前記燃料噴射弁から、エンジン（ディーゼル機関）の上死点前に少量の燃料噴射を行うパイロット燃料噴射と該パイロット噴射後に該パイロット噴射よりも多量の燃料噴射を行うメイン燃料噴射との２段階燃料噴射を行うように構成され、前記燃料噴射弁からの前記パイロット燃料噴射期間中に、前記ピストンキャビティーとピストン頂面の内周とにより形成されるピストンキャビティー角部に前記燃料噴射弁の噴口中心線が交叉するように、前記パイロット燃料噴射期間及び前記角部の位置及び前記噴口中心線の方向の関係を設定したディーゼル機関が最適である。

本発明によれば、燃料噴射弁からの燃料噴霧は噴射期間中ピストンキャビティー角部に衝突し、衝突後の燃料噴霧がピストンキャビティー角部よりも下側のピストンキャビティー内及び該角部よりも上側のピストン頂面上部に分かれて分散することとなる。
また本発明によれば、燃料噴射弁からの燃料噴霧は噴射期間中ピストンキャビティー角部に形成された傾斜面に衝突して、衝突後の燃料噴霧が該傾斜面に沿って斜め上方に進んでピストン頂面上部に分かれて分散するとともに、該傾斜面よりも下側のピストンキャビティー内に分かれて分散する。
そして、かかる燃料噴霧のピストンキャビティー内及びピストン頂面上部への分散によって、ピストンキャビティー内及びピストン頂面上部空間の双方における燃料噴霧の分散が促進され、結果として燃焼室全体において燃料噴霧への空気の取り込みが良化する。これにより、希薄予混合燃焼が促進されてＮＯｘ及び煤塵の発生を抑制可能となる。

また本発明によれば、燃料噴霧の突起部への衝突によるピストン頂面上部への巻上げ、分散、及びピストンキャビティー内への分散によって、ピストン頂面上部空間及びピストンキャビティー内の双方における燃料噴霧の分散が、特にピストン頂面上部空間における燃料噴霧の分散が促進され、結果として燃焼室全体において燃料噴霧への空気の取り込みが良化する。これにより、希薄予混合燃焼が促進されてＮＯｘ及び煤塵の発生を抑制できる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１（Ａ）は本発明の第１実施例に係る直接燃料噴射式ディーゼル機関の燃焼室近傍のシリンダ中心線に沿う右半分の要部断面図、（Ｂ）は燃料噴射弁の先端部拡大図である。
図１（Ａ）、（Ｂ）において、１はピストン、３はシリンダヘッド、４はシリンダライナ、２１はピストンリング、１１は前記ピストン１の上部中央に形成されたピストンキャビティー、１２はピストン頂面である。７は前記ピストンキャビティー１１及びピストン頂面１２の上部空間に形成された燃焼室である。
２は前記燃焼室７内に燃料を噴射する燃料噴射弁、２ａは該燃料噴射弁２の噴口、６は該噴口２ａの噴口中心線（噴口中心の延長線）である。また、αは前記噴口中心線６とシリンダ中心１００とがなす角度つまり噴射角である。

本発明の第１実施例においては、前記ピストンキャビティー１１の内壁面１１ａと前記ピストン頂面１２の内周とが交叉するピストンキャビティー角部５の位置と前記燃料噴射弁２の噴口中心線６と該燃料噴射弁２からの燃料噴射期間との関係を次のように設定している。
即ち、前記関係は、前記燃料噴射弁２からの燃料噴射期間中、好ましくはパイロット燃料噴射期間中において、前記ピストンキャビティー角部５に前記燃料噴射弁２から噴射される燃料噴霧が交叉して該燃料噴霧が前記ピストンキャビティー角部５に衝突するように、具体的には前記燃料噴射弁２の噴口中心線６が前記ピストンキャビティー角部５に交叉するように設定されている。
即ち、前記燃料噴射期間中において、前記噴射角αと、前記ピストンキャビティー１１の内半径Ｒｃ及び該噴口２ａ出口に交叉する水平線１０１からピストン頂面１２までの距離Ｈとの関係を次式のように設定する。
ｔａｎα＝Ｒｃ／Ｈ

あるいは、前記関係を、前記燃料噴射弁２からの燃料噴射期間中、好ましくはパイロット燃料噴射期間中において、前記燃料噴射弁２から噴射される燃料噴霧８が前記ピストンキャビティー角部５に衝突するように、具体的には前記燃料噴射期間中、前記ピストンキャビティー角部５が前記燃料噴射弁２からの燃料噴霧広がり角βの範囲内に位置するように設定してもよい。

本発明の第１実施例によれば、燃料噴射弁２からのパイロット燃料噴射は上死点前のピストン上昇時に行われるが、かかるパイロット燃料噴射期間中において、前記ピストンキャビティー角部５に、前記燃料噴射弁２の噴口中心線６が交叉するように、あるいは前記ピストンキャビティー角部５が燃料噴射弁２からの燃料噴霧広がり角βの範囲内にあるように、前記パイロット燃料噴射期間及び前記ピストンキャビティー角部５の位置及び燃料噴霧の方向の関係を設定しているので、前記燃料噴射弁２からの燃料噴霧８はパイロット燃料噴射期間中前記ピストンキャビティー角部５に衝突することとなる。
そして前記ピストンキャビティー角部５に衝突後の燃料噴霧８は、該ピストンキャビティー角部５よりも下側のピストンキャビティー１１内及び該ピストンキャビティー角部５よりも上側のピストン頂面１２上部空間に分かれて分散する。

かかるピストンキャビティー角部５への衝突による燃料噴霧８のピストンキャビティー１１内及びピストン頂面１２上部空間への分散によって、該ピストンキャビティー１１内及びピストン頂面１２上部空間の双方における燃料噴霧８の分散が促進される。その結果、燃焼室７全体において燃料噴霧８への空気の取り込みが良化する。これにより、希薄予混合燃焼が促進されてＮＯｘ及び煤塵の発生を抑制できる。

図２は本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
この実施例においては、前記ピストンキャビティー１１の内壁面１１ａと前記ピストン頂面１２の内周との交叉部に前記燃料噴射弁２から噴射される燃料噴霧８が衝突可能な傾斜面１３を形成している。
そして、該傾斜面１３の位置と前記燃料噴射弁２の噴口中心線６と該燃料噴射弁２からの燃料噴射期間との関係を次のように設定している。
即ち、前記関係は、前記燃料噴射弁２からの燃料噴射期間中、好ましくはパイロット燃料噴射期間中において、前記燃料噴射弁２から噴射される燃料噴霧８が前記傾斜面１３に衝突するように、具体的には噴射角αで示す前記燃料噴射弁２の噴口中心線６が、図２にθの範囲で示す前記傾斜面１３の面内に交叉するように設定されている。
即ち、前記燃料噴射期間中において、前記噴射角αと、前記傾斜面１３の内、外半径Ｒｃ、Ｒｃ_１及び該噴口２ａから傾斜面１３までの距離Ｈ、Ｈ_１との関係を、次式のように設定する。
Ｒｃ／Ｈ_１≦ｔａｎα≦Ｒｃ_１／Ｈ

あるいは、前記関係を、前記燃料噴射弁２からの燃料噴射期間中、好ましくはパイロット燃料噴射期間中において、前記燃料噴射弁２から噴射される燃料噴霧８が前記傾斜面１３に衝突するように、具体的には前記燃料噴射期間中、前記傾斜面１３が前記燃料噴射弁２からの燃料噴霧広がり角β（図１参照）の範囲内に位置するように設定してもよい。

本発明の第１実施例によれば、前記燃料噴射弁２からの燃料噴射期間中において、ピストンキャビティー１１の内壁面１１ａとピストン頂面２の内周との交叉部に形成された傾斜面１３に、燃料噴射弁２の噴口中心線６が交叉するように、あるいは前記傾斜面１３が燃料噴射弁２からの燃料噴霧広がり角βの範囲内にあるように、前記燃料噴射期間及び前記傾斜面１３の位置及び燃料噴霧８の方向の関係を設定することにより、燃料噴射弁２からの燃料噴霧８は噴射期間中前記傾斜面１３に衝突して、衝突後の燃料噴霧は該傾斜面１３に沿って斜め上方に進んでピストン頂面１２の上部空間に分かれて分散するとともに、該傾斜面１３よりも下側のピストンキャビティー１１内に分かれて分散する。

かかる傾斜面１３への衝突による燃料噴霧８のピストンキャビティー１１内及びピストン頂面１２の上部空間への分散によって、該ピストンキャビティー１１内及びピストン頂面１２上部空間の双方における燃料噴霧の分散が促進され、結果として燃焼室７全体において燃料噴霧８への空気の取り込みが良化する。これにより、希薄予混合燃焼が促進されてＮＯｘ及び煤塵の発生を抑制できる。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図３（Ａ）、（Ｂ）及び図４は本発明の第３実施例を示す図１対応図である。
この実施例においては、前記ピストン頂面１２に、前記燃料噴射弁２からの燃料噴射期間中において該燃料噴射弁２から噴射される燃料噴霧８が衝突する突起２０ａ、２０ｂを、ピストン１の半径方向に１個または複数個（この例では２個）形成している。該突起２０ａ、２０ｂは、図４に示されるように、円周方向における位置が燃焼室７内に生成されているスワールＳに乗せられてパイロット燃料噴射時の燃料噴霧８が衝突するように方向づけられるとともに、円周方向に断続的に形成されている。

そして、前記突起２０ａ、２０ｂの位置と前記燃料噴射弁２の噴口中心線６と該燃料噴射弁２からの燃料噴射期間との関係を次のように設定している。
即ち、前記関係は、前記燃料噴射弁２からのパイロット燃料噴射期間中において、前記燃料噴射弁２から噴射される燃料噴霧８が前記突起２０ａ、２０ｂに衝突するように、具体的には噴射角αで示す前記燃料噴射弁２の噴口中心線６が、図２にθの範囲で示す前記傾斜面１３の面内に交叉するように設定されている。

あるいは、前記関係を、前記燃料噴射弁２からのパイロット燃料噴射期間中において、前記燃料噴射弁２から噴射される燃料噴霧８が前記突起２０ａ、２０ｂに衝突するように、具体的には前記燃料噴射期間中、前記突起２０ａ、２０ｂが前記燃料噴射弁２からの燃料噴霧広がり角β（図１参照）の範囲内に位置するように設定してもよい。

かかる第３実施例によれば、燃料噴射弁２からのパイロット燃料噴射期間中において、該燃料噴射弁２からの燃料噴霧８は噴射期間中前記突起２０ａ、２０ｂに衝突して（該突起２０ａ、２０ｂのいずれかに衝突して）、その多くが該突起２０ａ、２０ｂによりピストン頂面１２上部空間に巻上げられて該ピストン頂面１２上部空間で分散するとともに、残りの燃料噴霧８がピストンキャビティー１１内に分かれて分散する。

かかる突起２０ａ、２０ｂへのパイロット噴射燃料の衝突による燃料噴霧８のピストン頂面１２上部への巻上げ、分散、及びピストンキャビティー１１内への分散によって、ピストン頂面１２上部空間及びピストンキャビティー１１内の双方における燃料噴霧８の分散が、特にピストン頂面１２上部空間における燃料噴霧８の分散が促進され、結果として燃焼室７全体において燃料噴霧８への空気の取り込みが良化する。これにより、希薄予混合燃焼が促進されてＮＯｘ及び煤塵の発生を抑制できる。
尚、前記パイロット燃料噴射よりも遅れるメイン燃料噴射時には、図５（Ｂ）のように、ピストン１が上死点側に移動しているので、メイン燃料噴射時の燃料噴霧８が前記突起２０ａ、２０ｂに衝突してメイン燃料噴射を阻害することはない。

かかる第３実施例において、好ましくは、前記突起部をピストンの半径方向に沿って複数個設けた前記突起２０ａ、２０ｂの高さｈを、外周側に設置された前記突起２０ｂの高さｈ２が内周側に設置された突起２０ａの高さｈ１よりも高くなるように構成する。
このように構成すれば、パイロット燃料噴射時において、燃料噴射弁２からの燃料噴霧８が内周側に設置された突起２０ａに衝突しない期間でも、該内周側の突起２０ａ（高さｈ１）よりも高さの高い外周側の突起２０ｂ（高さｈ２）に燃料噴霧８が衝突して、前記のようなピストン頂面１２上部への巻上げ、分散を促進できる。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

本発明によれば、ピストンキャビティー内及びピストン頂面の上部空間の双方における燃料噴霧の分散を促進して該燃料噴霧への空気の取り込みを良化することができ、これによって希薄予混合燃焼が促進されＮＯｘ及び煤塵の発生が抑制された直接燃料噴射式ディーゼル機関を提供できる。

（Ａ）は本発明の第１実施例に係る直接燃料噴射式ディーゼル機関の燃焼室近傍のシリンダ中心線に沿う右半分の要部断面図、（Ｂ）は燃料噴射弁の先端部拡大図である。第２実施例を示す図１対応図である。（Ａ）、（Ｂ）は第３実施例を示す図１対応図である。図３のＡ−Ａ矢視図である。（Ａ）、（Ｂ）は従来技術を示す図１対応図である。

符号の説明

１ピストン
２燃料噴射弁
３シリンダヘッド
４シリンダライナ
５ピストンキャビティー角部
６噴口中心線
７燃焼室
８燃料噴霧
１１ピストンキャビティー
１２ピストン頂面
１３傾斜面
２０ａ、２０ｂ突起

Claims

ピストンキャビティー及びピストン頂面上部に形成される燃焼室内に、燃料噴射弁から直接に燃料を噴射するように構成された直接燃料噴射式ディーゼル機関において、前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、前記ピストンキャビティーとピストン頂面の内周とにより形成されるピストンキャビティー角部に前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧が交叉するように、前記燃料噴射期間及び前記角部の位置及び前記燃料噴霧の方向の関係を設定したことを特徴とする直接燃料噴射式ディーゼル機関。
前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、前記ピストンキャビティー角部に前記燃料噴射弁の噴口中心線が交叉するように、前記燃料噴射期間及び前記角部の位置及び前記噴口中心線の方向の関係を設定したことを特徴とする請求項１記載の直接燃料噴射式ディーゼル機関。
前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、前記ピストンキャビティー角部が前記燃料噴射弁からの燃料噴霧広がり角の範囲内に位置するように、前記燃料噴射期間及び前記角部の位置及び前記燃料噴霧広がり角の関係を設定したことを特徴とする請求項１記載の直接燃料噴射式ディーゼル機関。
ピストンキャビティー及びピストン頂面上部に形成される燃焼室内に、燃料噴射弁から直接に燃料を噴射するように構成された直接燃料噴射式ディーゼル機関において、前記ピストンキャビティーとピストン頂面の内周との交叉部に前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧が衝突可能な傾斜面を形成し、前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、前記傾斜面に前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧が衝突するように、前記燃料噴射期間及び前記傾斜面の形態及び前記燃料噴霧の方向の関係を設定したことを特徴とする直接燃料噴射式ディーゼル機関。
前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、前記傾斜面に前記燃料噴射弁の噴口中心線が交叉するように、前記燃料噴射期間及び前記傾斜面の形態及び前記噴口中心線の方向の関係を設定したことを特徴とする請求項４記載の直接燃料噴射式ディーゼル機関。
前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において、前記傾斜面が前記燃料噴射弁からの燃料噴霧広がり角の範囲内に位置するように、前記燃料噴射期間及び前記傾斜面の形態及び前記燃料噴霧広がり角の関係を設定したことを特徴とする請求項４記載の直接燃料噴射式ディーゼル機関。
ピストンキャビティー及びピストン頂面上部に形成される燃焼室内に、燃料噴射弁から直接に燃料を噴射するように構成された直接燃料噴射式ディーゼル機関において、前記ピストン頂面に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射期間中において該燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧が衝突する突起部を形成し、該突起部は前記燃料噴霧が該突起部に衝突後、該燃料噴霧の一部が前記燃焼室のピストン頂面上部に拡散可能にその位置及び形状を設定されたことを特徴とする直接燃料噴射式ディーゼル機関。
前記突起部をピストンの半径方向に沿って複数個設け、外周側に設置された前記突起部の高さを内周側に設置された前記突起部の高さよりも高くしたことを特徴とする請求項７記載の直接燃料噴射式ディーゼル機関。
前記燃料噴射式ディーゼル機関が、前記燃料噴射弁から、エンジン（ディーゼル機関）の上死点前に少量の燃料噴射を行うパイロット燃料噴射と該パイロット噴射後に該パイロット噴射よりも多量の燃料噴射を行うメイン燃料噴射との２段階燃料噴射を行うように構成され、前記燃料噴射弁からの前記パイロット燃料噴射期間中に、前記ピストンキャビティーとピストン頂面の内周とにより形成されるピストンキャビティー角部に前記燃料噴射弁の噴口中心線が交叉するように、前記パイロット燃料噴射期間及び前記角部の位置及び前記噴口中心線の方向の関係を設定したことを特徴とする請求項１、４、７のいずれかの項に記載の直接燃料噴射式ディーゼル機関。