JP2589542Y2 - Direct injection diesel engine - Google Patents
Direct injection diesel engineInfo
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- JP2589542Y2 JP2589542Y2 JP1993053206U JP5320693U JP2589542Y2 JP 2589542 Y2 JP2589542 Y2 JP 2589542Y2 JP 1993053206 U JP1993053206 U JP 1993053206U JP 5320693 U JP5320693 U JP 5320693U JP 2589542 Y2 JP2589542 Y2 JP 2589542Y2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この考案は、直噴式ディーゼル機
関に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to a direct injection diesel engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、燃料消費率を一定に維持しつつ排
気成分を大幅に低減できる直噴式ディーゼル機関とし
て、「直噴式衝突拡散層状給気（ＯＳＫＡ）システム」
と呼ばれるものが発表されている。これは、燃料噴射ノ
ズルから噴射された燃料を燃焼室に設けた衝突部材に衝
突させることにより燃焼室内に層状の噴霧を発生させる
ものである。従来では困難とされていたＮＯX とスモー
ク (ＨＣ等) との同時低減が可能なことから注目をあび
ている。2. Description of the Related Art In recent years, as a direct-injection diesel engine capable of greatly reducing exhaust components while maintaining a constant fuel consumption rate, a "direct injection collision diffusion stratified charge (OSKA) system" has been developed.
What is called has been announced. This is to generate stratified spray in the combustion chamber by colliding the fuel injected from the fuel injection nozzle with a collision member provided in the combustion chamber. The conventionally drawn attention because it can simultaneously reduce the NO X and smoke has been difficult (HC, etc.).
【０００３】図３に、上記直噴式ディーゼル機関の従来
例を示す。シリンダ２内を往復動するピストン３の中央
には当該ピストン３の頂面を窪ませて燃焼室６が形成さ
れ、シリンダヘッド４には燃焼室６内に臨ませて単孔燃
料噴射ノズル５が設けられている。燃焼室６の底部中央
には燃料衝突部材８が設けられており、上記燃料噴射ノ
ズル５から噴射された燃料噴霧ｆ1 はこの燃料衝突部材
８の頂面 (衝突面) ８ａに垂直に衝突して周方向に拡散
する。このとき、燃焼室６の形状は入口口径を絞ったリ
エントラント型とされている。このため、燃焼室６内を
同心円状に拡散していく層状の噴霧ｆ2 は、随時、高速
・高強度のスキッシュ流Ｖに巻き込まれて空気と十分に
混合される。これにより、燃焼室６内には迅速に可燃性
混合気が形成されると共に、燃焼室６内全域に混合気が
均一に分散し、着火遅れが短く、しかも空気利用率の高
い活発な拡散燃焼が行なわれる。FIG. 3 shows a conventional example of the direct injection type diesel engine. A combustion chamber 6 is formed in the center of the piston 3 reciprocating in the cylinder 2 by recessing the top surface of the piston 3, and a single-hole fuel injection nozzle 5 is provided in the cylinder head 4 so as to face the combustion chamber 6. Is provided. A fuel collision member 8 is provided at the center of the bottom of the combustion chamber 6, and the fuel spray f 1 injected from the fuel injection nozzle 5 collides perpendicularly with a top surface (collision surface) 8 a of the fuel collision member 8. And diffuse in the circumferential direction. At this time, the shape of the combustion chamber 6 is of a reentrant type with a reduced inlet diameter. Therefore, spray f 2 layered diffuses the combustion chamber 6 in a concentric shape, from time to time, be involved in the squish flow V of high speed and high strength is sufficiently mixed with air. As a result, a combustible air-fuel mixture is quickly formed in the combustion chamber 6, and the air-fuel mixture is uniformly dispersed throughout the combustion chamber 6, so that ignition delay is short and active diffusion combustion having a high air utilization rate is performed. Is performed.
【０００４】[0004]
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
直噴式ディーゼル機関では、ピストン３とシリンダ２と
の間のクリアランスｓのため、燃料噴射ノズル５から燃
料噴霧ｆ1 が噴射される際、実際にはピストン３は傾い
ている。この点、燃料衝突部材８の頂面８ａを単に平面
状に形成するだけでは、図４のように燃料噴霧ｆ1 が燃
料衝突部材８に垂直にあたらなくなり、周方向に均一な
層状噴霧ｆ2 が得られない。このように周方向に不均一
な層状噴霧ｆ2 となると、燃焼室６内に均一な混合気の
分散も得られなくなり、燃焼が不均一となって、結果と
してＮＯX やパティキュレートの排出量を増大させる。An invention is, however, in the conventional direct-injection diesel engine, for the clearance s between the piston 3 and the cylinder 2, when the fuel spray f 1 from the fuel injection nozzle 5 is injected, actually The piston 3 is tilted. In this regard, the simply formed in a planar shape of the top surface 8a of the fuel collision member 8, will not come into contact perpendicular to the fuel spray f 1 is the fuel collision member 8 as shown in FIG. 4, a uniform laminar spray in the circumferential direction f 2 Can not be obtained. With such an uneven laminar spray f 2 in the circumferential direction, also can not be obtained dispersion of uniform air-fuel mixture in the combustion chamber 6, the combustion becomes uneven, emissions of the NO X and particulate matter as a result Increase.
【０００５】なお、特開昭 59-211716号公報には、燃焼
室内に設けた燃料衝突部材の頂面を円錘状とした直噴式
ディーゼル機関が開示されているが、何ら、上述した問
題を解消できるものではない。Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-211716 discloses a direct-injection diesel engine in which the top surface of a fuel collision member provided in a combustion chamber has a conical shape. It cannot be eliminated.
【０００６】この考案は、上記事情を考慮してなされた
もので、その目的は、燃料噴射ノズルから噴射された燃
料噴霧を周方向に均一に拡散させ、もってＮＯX および
パティキュレートを低減できる直噴式ディーゼル機関を
提供することにある。[0006] linear This invention has been made in view of these circumstances, and its object is a fuel spray injected from the fuel injection nozzle uniformly diffused in the circumferential direction, it can be reduced NO X and particulates have An injection type diesel engine is provided.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この考案は、ピストンの頂部を窪ませて形成した燃
焼室と、該燃焼室内にその中心線に沿って燃料を噴射す
る燃料噴射ノズルと、上記燃焼室の底部中央に設けられ
上記燃料噴射ノズルからの燃料を衝突させて周方向に拡
散させる燃料衝突部材とを備えた直噴式ディーゼル機関
において、上記燃料衝突部材の燃料との衝突面を、上記
ピストンの首振中心を中心とした球面により形成したも
のである。In order to achieve the above object, the present invention provides a combustion chamber formed by recessing a top of a piston, and a fuel injection for injecting fuel into the combustion chamber along a center line thereof. In a direct injection diesel engine including a nozzle and a fuel collision member provided at the center of the bottom of the combustion chamber and colliding fuel from the fuel injection nozzle to diffuse in a circumferential direction, collision of the fuel with the fuel in the fuel collision member The surface is formed by a spherical surface centered on the center of oscillation of the piston.
【０００８】ここで、上記燃料衝突部材に形成した球面
の中心を、上記ピストンの上縁と下縁とを結ぶ対角線の
交点に定めることが好ましい。Here, it is preferable that the center of the spherical surface formed on the fuel collision member is set at the intersection of a diagonal line connecting the upper edge and the lower edge of the piston.
【０００９】[0009]
【作用】圧縮行程終期において燃料噴射ノズルから燃料
が噴射される際、ピストンはシリンダとの間のクリアラ
ンスに起因して傾斜した状態となっている。このとき、
燃焼室内に設けた燃料衝突部材の衝突面を、ピストンの
首振中心を中心とした球面により形成しておけば、常
に、その球面の最も高い箇所 (頂点) に燃料噴射ノズル
からの燃料噴霧を衝突させることができる。したがっ
て、ピストンが傾斜した状態でも、燃料衝突部材に衝突
した燃料噴霧は、その衝突点を中心に周方向に均一に拡
散することとなる。When the fuel is injected from the fuel injection nozzle at the end of the compression stroke, the piston is inclined due to the clearance between the piston and the cylinder. At this time,
If the collision surface of the fuel collision member provided in the combustion chamber is formed by a spherical surface centered on the center of oscillation of the piston, the fuel spray from the fuel injection nozzle will always be at the highest point (apex) of the spherical surface. Can collide. Therefore, even when the piston is inclined, the fuel spray that has collided with the fuel collision member is uniformly diffused in the circumferential direction around the collision point.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本考案の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１１】図１は、本考案の直噴式ディーゼル機関の
一実施例を示す側断面図である。図において、１はシリ
ンダブロックであり、このシリンダブロック１に形成さ
れたシリンダ２内にはピストン３が往復動自在に設けら
れている。一方、シリンダブロック１の上部にはシリン
ダヘッド４が設けられ、このシリンダヘッド４に形成さ
れたノズル孔４ａには単孔燃料噴射ノズル５が設けられ
ている。燃料噴射ノズル５は、シリンダ２内に噴口を臨
ませられて設けられ、この燃料噴射ノズル５の噴口から
はシリンダ２の中心線ｋに沿って燃料噴霧ｆ1 が噴射さ
れる。上記ピストン３の頂部略中央には、上記燃料噴射
ノズル５からの燃料噴霧ｆ1 が噴入される燃焼室６が形
成されている。燃焼室６は、ピストン３の頂面より当該
ピストン３の軸線に沿って窪ませて形成されている。こ
こに、燃焼室６の形状は、入口口径をリップ７により絞
ったいわゆるリエントラント型とされ、これにより、燃
焼室６内には高速のスキッシュ流が形成されるようにな
っている。FIG. 1 is a side sectional view showing one embodiment of a direct injection type diesel engine of the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes a cylinder block, and a piston 3 is provided in a cylinder 2 formed in the cylinder block 1 so as to be able to reciprocate. On the other hand, a cylinder head 4 is provided above the cylinder block 1, and a single-hole fuel injection nozzle 5 is provided in a nozzle hole 4 a formed in the cylinder head 4. The fuel injection nozzle 5 is provided with the injection port facing the inside of the cylinder 2, and the fuel injection f 1 is injected from the injection port of the fuel injection nozzle 5 along the center line k of the cylinder 2. A combustion chamber 6 into which the fuel spray f 1 from the fuel injection nozzle 5 is injected is formed substantially at the center of the top of the piston 3. The combustion chamber 6 is formed so as to be depressed along the axis of the piston 3 from the top surface of the piston 3. Here, the shape of the combustion chamber 6 is of a so-called reentrant type in which the inlet diameter is narrowed by a lip 7, whereby a high-speed squish flow is formed in the combustion chamber 6.
【００１２】燃焼室６内の底部略中央には、上記燃料噴
射ノズル５からの燃料噴霧ｆ1 と衝突してこれを周方向
に拡散させる燃料衝突部材８が設けられている。燃料衝
突部材８は、燃焼室６を区画する底壁６ａ上にピストン
３の軸線に沿って起立されている。燃料衝突部材８の頂
面８ａ即ち燃料噴霧ｆ1 との衝突面８ａは、上記ピスト
ン３の首振中心Ｏを中心とした球面により形成されてい
る。具体的には、ピストン３の縦断面において当該ピス
トン３の上縁と下縁とを結ぶ２本の対角線ｍ，ｎを描
き、これら対角線ｍ，ｎの交点Ｏを中心として所定の曲
率半径Ｒで球面を描いた形状となっている。かくして、
燃料噴射ノズル５からの燃料噴射の際、図示のようにピ
ストン３が傾斜していても、燃料衝突部材８において
は、その衝突面 (球面) ８ａの最も高い所 (頂点) Ａが
シリンダ中心線ｋ上に位置することとなる。[0012] The bottom portion substantially center of the combustion chamber 6, the fuel collision member 8 to diffuse it collides with the fuel spray f 1 from the fuel injection nozzle 5 in the circumferential direction is provided. The fuel collision member 8 stands upright along the axis of the piston 3 on a bottom wall 6 a that partitions the combustion chamber 6. The top surface 8 a of the fuel collision member 8, that is, the collision surface 8 a with the fuel spray f 1 is formed by a spherical surface around the oscillation center O of the piston 3. Specifically, two diagonal lines m and n connecting the upper edge and the lower edge of the piston 3 are drawn in a vertical cross section of the piston 3, and a predetermined radius of curvature R is set around the intersection O of the diagonal lines m and n. It has a shape depicting a spherical surface. Thus,
At the time of fuel injection from the fuel injection nozzle 5, even if the piston 3 is inclined as shown in the figure, the highest point (apex) A of the collision surface (spherical surface) 8a of the fuel collision member 8 is the cylinder center line. k.
【００１３】次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
【００１４】シリンダ２内をピストン３が上昇して上死
点近くまで達すると、燃料噴射ノズル５から燃料噴霧ｆ
1 が噴射される。燃料噴射ノズル５から噴射された燃料
噴霧ｆ1 は、シリンダ２の中心線ｋに沿って燃焼室６内
に直接供給され、燃焼室６内の底部に設置した燃料衝突
部材８に衝突する。このとき、燃料衝突部材８の衝突面
８ａは、ピストン３の首振中心Ｏを中心とした球面形状
となっている。このため、図２のように、ピストン３の
軸線ｌがシリンダ中心線ｋに対して所定角θだけ傾いて
いても、衝突面８ａの頂点Ａは常に燃料噴射ノズル５の
真下 (中心線ｋ上) に位置する。したがって、燃料噴射
ノズル５からの燃料噴霧ｆ1 は、この衝突面８ａの頂点
Ａに衝突し、その後、層状噴霧ｆ2 となって衝突部Ａを
中心に同心円状に拡散していく。この拡散の際、層状噴
霧ｆ2 は燃焼室６内に形成された高速スキッシュ流に巻
き込まれて空気と十分に混合され、可燃性混合気が形成
される。When the piston 3 rises in the cylinder 2 and reaches near the top dead center, the fuel spray f
1 is injected. The fuel spray f 1 injected from the fuel injection nozzle 5 is directly supplied into the combustion chamber 6 along the center line k of the cylinder 2 and collides with a fuel collision member 8 installed at the bottom in the combustion chamber 6. At this time, the collision surface 8a of the fuel collision member 8 has a spherical shape centered on the oscillation center O of the piston 3. For this reason, as shown in FIG. 2, even if the axis l of the piston 3 is inclined by the predetermined angle θ with respect to the cylinder center line k, the vertex A of the collision surface 8a is always directly below the fuel injection nozzle 5 (on the center line k). ). Therefore, the fuel spray f 1 from the fuel injection nozzle 5 hits the apex A of the impact surface 8a, then diffuses concentrically around the collision portion A becomes laminar spray f 2. During this diffusion, the stratified spray f 2 is entrained in the high-speed squish flow formed in the combustion chamber 6 and is sufficiently mixed with the air to form a combustible air-fuel mixture.
【００１５】以上、本実施例によれば、燃料衝突部材８
の衝突面８ａを、ピストン２の首振中心 (対角線ｍ，ｎ
の交点) Ｏを中心とした球面状としたことにより、常に
衝突面８ａの頂点Ａを燃料噴射ノズル５の真下に位置さ
せて、燃料噴射ノズル５から噴射された燃料噴霧ｆ
1 を、その頂点Ａを中心に周方向に均等に拡散させるこ
とができる。したがって、燃焼室６内全域に亘って混合
気を均一に分散させることができ、空気利用率の高い均
一な拡散燃焼を行えるようになり、結果としてＮＯX お
よびパティキュレートを低減できるようになる。As described above, according to this embodiment, the fuel collision member 8
Is set to the center of the swing of the piston 2 (diagonal lines m and n).
(A point of intersection) The spherical surface centered on O always positions the apex A of the collision surface 8a directly below the fuel injection nozzle 5 so that the fuel spray f injected from the fuel injection nozzle 5
1 can be evenly diffused in the circumferential direction around the vertex A. Therefore, it is possible to uniformly disperse the mixture over the combustion chamber 6 throughout should be able high uniform diffusion combustion of air utilization, it becomes possible to reduce the NO X and particulate as a result.
【００１６】[0016]
【考案の効果】以上要するに、この考案によれば、ピス
トンが傾斜した状態でも、燃料噴射ノズルから噴射され
た燃料噴霧を燃料衝突部材を中心に周方向に均一に拡散
させることができ、均一な燃焼を得、ＮＯX およびパテ
ィキュレートを低減できる。In summary, according to the present invention, even when the piston is inclined, the fuel spray injected from the fuel injection nozzle can be uniformly diffused in the circumferential direction centering on the fuel collision member. the resulting combustion can be reduced NO X and particulates.
【図１】本考案の直噴式ディーゼル機関の一実施例を示
す側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing one embodiment of a direct injection diesel engine of the present invention.
【図２】図１に示す直噴式ディーゼル機関の動作を説明
する図であり、シリンダ内でピストンが傾斜したときの
層状燃料の拡散状態を示している。FIG. 2 is a view for explaining the operation of the direct injection diesel engine shown in FIG. 1, and shows a state of diffusion of stratified fuel when a piston inclines in a cylinder.
【図３】従来の直噴式ディーゼル機関を示す側断面図で
ある。FIG. 3 is a side sectional view showing a conventional direct injection diesel engine.
【図４】図３に示す直噴式ディーゼル機関の課題を説明
する図であり、シリンダ内でピストンが傾斜したときの
層状燃料の拡散状態を示している。FIG. 4 is a view for explaining a problem of the direct injection type diesel engine shown in FIG. 3, and shows a diffusion state of stratified fuel when a piston is tilted in a cylinder.
３ ピストン ５ 燃料噴射ノズル ６ 燃焼室 ８ 燃料衝突部材 ８ａ 衝突面（頂面） Ａ 衝突面の頂点 ｍ，ｎ 対角線 Ｏ 対角線の交点 Ｒ 曲率半径 Reference Signs List 3 piston 5 fuel injection nozzle 6 combustion chamber 8 fuel collision member 8a collision surface (top surface) A vertex of collision surface m, n diagonal O intersection of diagonal R radius of curvature
Claims (2)
室と、該燃焼室内にその中心線に沿って燃料を噴射する
燃料噴射ノズルと、上記燃焼室の底部中央に設けられ上
記燃料噴射ノズルからの燃料を衝突させて周方向に拡散
させる燃料衝突部材とを備えた直噴式ディーゼル機関に
おいて、上記燃料衝突部材の燃料との衝突面を、上記ピ
ストンの首振中心を中心とした球面により形成したこと
を特徴とする直噴式ディーゼル機関。1. A combustion chamber formed by recessing a top of a piston, a fuel injection nozzle for injecting fuel into the combustion chamber along a center line thereof, and a fuel injection nozzle provided at a bottom center of the combustion chamber. And a fuel collision member for causing fuel from the cylinder to collide with the fuel and diffuse the fuel in the circumferential direction, wherein the collision surface of the fuel collision member with the fuel is formed by a spherical surface centered on the center of oscillation of the piston. A direct-injection diesel engine.
を、上記ピストンの上縁と下縁とを結ぶ対角線の交点に
定めたことを特徴とする請求項１記載の直噴式ディーゼ
ル機関。2. The direct-injection diesel engine according to claim 1, wherein a center of a spherical surface formed on the fuel collision member is set at an intersection of a diagonal line connecting an upper edge and a lower edge of the piston.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993053206U JP2589542Y2 (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Direct injection diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993053206U JP2589542Y2 (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Direct injection diesel engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0725226U JPH0725226U (en) | 1995-05-12 |
| JP2589542Y2 true JP2589542Y2 (en) | 1999-01-27 |
Family
ID=12936397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993053206U Expired - Lifetime JP2589542Y2 (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Direct injection diesel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2589542Y2 (en) |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP1993053206U patent/JP2589542Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0725226U (en) | 1995-05-12 |
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