JPH10196492A - ディーゼルエンジン - Google Patents
ディーゼルエンジンInfo
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- JPH10196492A JPH10196492A JP9004018A JP401897A JPH10196492A JP H10196492 A JPH10196492 A JP H10196492A JP 9004018 A JP9004018 A JP 9004018A JP 401897 A JP401897 A JP 401897A JP H10196492 A JPH10196492 A JP H10196492A
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- Japan
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- nozzle
- injection hole
- fuel
- injection
- combustion chamber
- Prior art date
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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
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低負荷運転時の未燃HC抑制と、高負荷運転
時のスモーク低減とを同時に達成する。 【解決手段】 本発明に係るディーゼルエンジン1は、
ピストン2頂面を窪ませて形成され、中心部に燃料衝突
面8を有する燃焼室3と、この燃焼室3に臨ませて配設
される燃料噴射ノズル10であって、そのノズルボディ
13に、上記燃料衝突面8に指向する主噴孔17、上記
燃焼室3の側壁4に指向する副噴孔27及びニードル弁
14を着座させるシート部22を有し、上記ノズルボデ
ィ13の内面に、上記副噴孔27から周方向に離間して
上記シート部22下方から上記主噴孔17側に延出する
溝28を有する燃料噴射ノズル10とを備えたものであ
る。
時のスモーク低減とを同時に達成する。 【解決手段】 本発明に係るディーゼルエンジン1は、
ピストン2頂面を窪ませて形成され、中心部に燃料衝突
面8を有する燃焼室3と、この燃焼室3に臨ませて配設
される燃料噴射ノズル10であって、そのノズルボディ
13に、上記燃料衝突面8に指向する主噴孔17、上記
燃焼室3の側壁4に指向する副噴孔27及びニードル弁
14を着座させるシート部22を有し、上記ノズルボデ
ィ13の内面に、上記副噴孔27から周方向に離間して
上記シート部22下方から上記主噴孔17側に延出する
溝28を有する燃料噴射ノズル10とを備えたものであ
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、所謂OSKA式燃焼室
を備えた直接噴射式ディーゼルエンジンに関するもので
ある。
を備えた直接噴射式ディーゼルエンジンに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】直接噴射式ディーゼルエンジンでは、噴
霧の微粒化や噴霧と空気との混合促進を図るため、燃料
噴射ノズルに複数の噴孔を放射状に設け、その燃料噴射
ノズルを燃焼室の略中央部に臨ませて配設することが主
流となりつつある。
霧の微粒化や噴霧と空気との混合促進を図るため、燃料
噴射ノズルに複数の噴孔を放射状に設け、その燃料噴射
ノズルを燃焼室の略中央部に臨ませて配設することが主
流となりつつある。
【0003】一方、上記のようなレイアウトでは、特に
微粒化促進のために噴射圧を高圧にしたときに、噴霧の
貫徹力が強くなって飛翔距離が伸び、噴霧が燃焼室側壁
に付着して未燃HCとして排出されやすくなってしま
う。この未燃HCの問題は、噴射量が少なくシリンダ内
温度が比較的低温となるエンジン低負荷運転時に多く見
られ、燃焼室径が大きくとれない小型エンジンでは特に
顕著となる。
微粒化促進のために噴射圧を高圧にしたときに、噴霧の
貫徹力が強くなって飛翔距離が伸び、噴霧が燃焼室側壁
に付着して未燃HCとして排出されやすくなってしま
う。この未燃HCの問題は、噴射量が少なくシリンダ内
温度が比較的低温となるエンジン低負荷運転時に多く見
られ、燃焼室径が大きくとれない小型エンジンでは特に
顕著となる。
【0004】そこで、燃焼室内の燃料衝突面に噴射燃料
を衝突させて分散(拡散)させることにより、噴霧の微
粒化を図る技術(所謂OSKA式燃焼室)が、例えば特開昭
62-63121号公報に開示されている。
を衝突させて分散(拡散)させることにより、噴霧の微
粒化を図る技術(所謂OSKA式燃焼室)が、例えば特開昭
62-63121号公報に開示されている。
【0005】OSKA式燃焼室では、噴射燃料が衝突によっ
て拡散されてその貫徹力が弱められるため、小型エンジ
ン(小径燃焼室) であっても噴霧が燃焼室側壁に付着す
るのを防止でき、低負荷時の未燃HC排出を抑制でき
る。
て拡散されてその貫徹力が弱められるため、小型エンジ
ン(小径燃焼室) であっても噴霧が燃焼室側壁に付着す
るのを防止でき、低負荷時の未燃HC排出を抑制でき
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、噴霧の
貫徹力が弱いOSKA式燃焼室では、低負荷時の未燃HC排
出は抑制できるものの、噴射量の多くなる高負荷時に
は、燃焼室内だけで多量の燃料が燃焼し、過濃燃焼とな
ってスモークが多く発生してしまう。
貫徹力が弱いOSKA式燃焼室では、低負荷時の未燃HC排
出は抑制できるものの、噴射量の多くなる高負荷時に
は、燃焼室内だけで多量の燃料が燃焼し、過濃燃焼とな
ってスモークが多く発生してしまう。
【0007】即ち、多噴孔ノズルを用いた従来の燃焼室
では、噴霧自体の貫徹力によって着火後の火炎を燃焼室
外に流出させ、ピストンの下降に伴って形成されるシリ
ンダヘッド下面とピストン上面との間の空間の空気と混
合するのに対し、OSKA式燃焼室では、燃焼室外への火炎
流出が殆ど見られず、空気不足による燃焼不良が起きて
しまう。
では、噴霧自体の貫徹力によって着火後の火炎を燃焼室
外に流出させ、ピストンの下降に伴って形成されるシリ
ンダヘッド下面とピストン上面との間の空間の空気と混
合するのに対し、OSKA式燃焼室では、燃焼室外への火炎
流出が殆ど見られず、空気不足による燃焼不良が起きて
しまう。
【0008】一方、特開平5-141243号公報には、上記OS
KA式燃焼室に供される燃料噴射ノズルに放射方向の複数
の噴孔を併設し、燃焼室中央底部の衝突面とこの衝突面
を指向する噴孔との距離を、燃焼室側壁と放射方向の噴
孔との距離よりも小さく形成することにより、衝突面に
て衝突拡散する噴霧を、放射方向に噴射される噴霧に先
行して着火させ、このパイロット燃焼によって放射方向
の噴霧の着火を誘導する技術が開示されている。
KA式燃焼室に供される燃料噴射ノズルに放射方向の複数
の噴孔を併設し、燃焼室中央底部の衝突面とこの衝突面
を指向する噴孔との距離を、燃焼室側壁と放射方向の噴
孔との距離よりも小さく形成することにより、衝突面に
て衝突拡散する噴霧を、放射方向に噴射される噴霧に先
行して着火させ、このパイロット燃焼によって放射方向
の噴霧の着火を誘導する技術が開示されている。
【0009】この技術によれば、衝突拡散噴霧による燃
焼に、放射方向に噴射される噴霧の貫徹力が付加される
ことになるため、燃焼ガスが燃焼室外に流出し易くな
り、上記OSKA式燃焼室における高負荷時の空気不足によ
る燃焼不良も改善されるものと思われる。
焼に、放射方向に噴射される噴霧の貫徹力が付加される
ことになるため、燃焼ガスが燃焼室外に流出し易くな
り、上記OSKA式燃焼室における高負荷時の空気不足によ
る燃焼不良も改善されるものと思われる。
【0010】しかしなから、この技術では、衝突面を指
向する噴孔と放射方向の噴孔とに燃料が常に等分配さ
れ、噴射も同時に実行されるため、全噴射量の少ない低
負荷時には、衝突面を指向する噴孔からの噴射量が減少
して衝突力並びに拡散性が弱まり、期待通りのパイロッ
ト燃焼が得られず、放射方向に噴射された燃料が燃焼室
側壁に付着して未燃HCが生成されてしまう。よってこ
の技術では、高負荷時のスモーク排出は低減できても、
低負荷時の未燃HC排出量を低減することはできない。
向する噴孔と放射方向の噴孔とに燃料が常に等分配さ
れ、噴射も同時に実行されるため、全噴射量の少ない低
負荷時には、衝突面を指向する噴孔からの噴射量が減少
して衝突力並びに拡散性が弱まり、期待通りのパイロッ
ト燃焼が得られず、放射方向に噴射された燃料が燃焼室
側壁に付着して未燃HCが生成されてしまう。よってこ
の技術では、高負荷時のスモーク排出は低減できても、
低負荷時の未燃HC排出量を低減することはできない。
【0011】また、衝突面〜噴孔間距離を燃焼室側壁〜
噴孔間距離よりも小さくすることは、燃焼室の設計制約
上困難を伴うことが多い。即ち、衝突面位置を燃焼室上
方に設定する分、燃焼室の容積が減少するため、圧縮比
を保つためには燃焼室径を広げざるを得ず、特にボア径
の小さな小型エンジンには適用し難い。さらに、衝突面
がシリンダヘッド下面に近づきすぎると、衝突拡散噴霧
又は火炎がシリンダヘッド下面に付着して急速冷却さ
れ、未燃HCやスモークの発生につながるという、新た
な問題を引き起こすことにもなる。
噴孔間距離よりも小さくすることは、燃焼室の設計制約
上困難を伴うことが多い。即ち、衝突面位置を燃焼室上
方に設定する分、燃焼室の容積が減少するため、圧縮比
を保つためには燃焼室径を広げざるを得ず、特にボア径
の小さな小型エンジンには適用し難い。さらに、衝突面
がシリンダヘッド下面に近づきすぎると、衝突拡散噴霧
又は火炎がシリンダヘッド下面に付着して急速冷却さ
れ、未燃HCやスモークの発生につながるという、新た
な問題を引き起こすことにもなる。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係るディーゼル
エンジンは、ピストン頂面を窪ませて形成され、中心部
に燃料衝突面を有する燃焼室と、この燃焼室に臨ませて
配設される燃料噴射ノズルであって、そのノズルボディ
に、上記燃料衝突面に指向する主噴孔、上記燃焼室の側
壁に指向する副噴孔及びニードル弁を着座させるシート
部を有し、上記ノズルボディの内面に、上記副噴孔から
周方向に離間して上記シート部下方から上記主噴孔側に
延出する溝を有する燃料噴射ノズルとを備えたものであ
る。
エンジンは、ピストン頂面を窪ませて形成され、中心部
に燃料衝突面を有する燃焼室と、この燃焼室に臨ませて
配設される燃料噴射ノズルであって、そのノズルボディ
に、上記燃料衝突面に指向する主噴孔、上記燃焼室の側
壁に指向する副噴孔及びニードル弁を着座させるシート
部を有し、上記ノズルボディの内面に、上記副噴孔から
周方向に離間して上記シート部下方から上記主噴孔側に
延出する溝を有する燃料噴射ノズルとを備えたものであ
る。
【0013】これによれば、全噴射量が少ないときに
は、ノズルボディ内でニードル弁〜シート部間を通過し
た燃料の殆どが、溝に沿って主噴孔に向かうようになる
ため、低負荷時において、主噴孔からの噴射量を多く、
副噴孔からの噴射量を少なくでき、これにより燃焼室側
壁への燃料付着を防止し、未燃HCの排出を抑制できる
ようになる。そして全噴射量が多い高負荷時には、従来
同様に主噴孔と副噴孔とに燃料を等分配して噴射させら
れ、これによりスモークの低減も可能となる。
は、ノズルボディ内でニードル弁〜シート部間を通過し
た燃料の殆どが、溝に沿って主噴孔に向かうようになる
ため、低負荷時において、主噴孔からの噴射量を多く、
副噴孔からの噴射量を少なくでき、これにより燃焼室側
壁への燃料付着を防止し、未燃HCの排出を抑制できる
ようになる。そして全噴射量が多い高負荷時には、従来
同様に主噴孔と副噴孔とに燃料を等分配して噴射させら
れ、これによりスモークの低減も可能となる。
【0014】ここで、上記ノズルボディの内面に、上記
シート部の下方及び上記主噴孔の上方にてそれぞれ周方
向に延出する第1切欠部及び第2切欠部が設けられ、上
記ニードル弁が、上記第1切欠部及び上記第2切欠部に
それぞれ嵌合する第1突起部及び第2突起部を有すると
共に、上記溝が、上記第1切欠部及び上記第2切欠部の
間に設けられるのが好ましい。
シート部の下方及び上記主噴孔の上方にてそれぞれ周方
向に延出する第1切欠部及び第2切欠部が設けられ、上
記ニードル弁が、上記第1切欠部及び上記第2切欠部に
それぞれ嵌合する第1突起部及び第2突起部を有すると
共に、上記溝が、上記第1切欠部及び上記第2切欠部の
間に設けられるのが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
を添付図面に基づいて詳述する。
【0016】図5は本発明に係るディーゼルエンジンを
示し、図示するようにディーゼルエンジン1にあっては
ピストン2の頂面を窪ませて燃焼室3が形成されてい
る。燃焼室3は、平面的に見て円形に窪まされ、その中
心がピストン中心及びノズル中心Cと一致されると共
に、周方向に沿った側壁4がノズル中心Cと平行なリン
グ状平面で構成されている。側壁4の上端部には径方向
内方に突出する棚部6が一体に形成されている。燃焼室
3の底部5は外周部が平面状に形成され、その中心部に
は燃料衝突台7が一体に***されて形成されている。燃
料衝突台7は、ノズル中心Cを中心とする所定の高さ寸
法を有した円錘柱状に形成され、ここではその上面が平
面状の燃料衝突面8を形成している。このようにかかる
燃焼室3はOSKA式燃焼室の構成が採られている。
示し、図示するようにディーゼルエンジン1にあっては
ピストン2の頂面を窪ませて燃焼室3が形成されてい
る。燃焼室3は、平面的に見て円形に窪まされ、その中
心がピストン中心及びノズル中心Cと一致されると共
に、周方向に沿った側壁4がノズル中心Cと平行なリン
グ状平面で構成されている。側壁4の上端部には径方向
内方に突出する棚部6が一体に形成されている。燃焼室
3の底部5は外周部が平面状に形成され、その中心部に
は燃料衝突台7が一体に***されて形成されている。燃
料衝突台7は、ノズル中心Cを中心とする所定の高さ寸
法を有した円錘柱状に形成され、ここではその上面が平
面状の燃料衝突面8を形成している。このようにかかる
燃焼室3はOSKA式燃焼室の構成が採られている。
【0017】一方、シリンダヘッド9にはノズルスリー
ブ10aを介して燃料噴射ノズル10が取り付けられて
いる。燃料噴射ノズル10は、ノズル部11の先端がシ
リンダヘッド下面12から下方に突出されて燃焼室3に
臨ませられている。このようにかかるディーゼルエンジ
ン1は直接噴射式の構成が採られ、ここでは1気筒当た
りの排気量、ボア径、燃焼室3の直径(キャビティ径)
ともに比較的小型のものとされる。
ブ10aを介して燃料噴射ノズル10が取り付けられて
いる。燃料噴射ノズル10は、ノズル部11の先端がシ
リンダヘッド下面12から下方に突出されて燃焼室3に
臨ませられている。このようにかかるディーゼルエンジ
ン1は直接噴射式の構成が採られ、ここでは1気筒当た
りの排気量、ボア径、燃焼室3の直径(キャビティ径)
ともに比較的小型のものとされる。
【0018】図1,図2に詳しく示すように、ノズル部
11は、ノズルボディ13内にニードル弁14が昇降可
能に収容されて構成されている。ノズルボディ13内に
は燃料通路15及び油溜め室(図示せず)が形成され、
油溜め室に高圧燃料が導入された際にその圧力でニード
ル弁14がリフト(上昇)するようになっている。ノズ
ルボディ13にはシート部22が一体に形成され、この
シート部22にニードル弁14の弁シート23が面接触
状態で着座したとき、燃料通路15から下方への燃料の
流通が規制され、燃料噴射ノズル10は閉弁状態とな
る。逆にニードル弁14がリフトした際には、シート部
22と弁シート23との間に隙間ができてこの隙間から
燃料が下方に浸入し、燃料噴射が実行されることとな
る。
11は、ノズルボディ13内にニードル弁14が昇降可
能に収容されて構成されている。ノズルボディ13内に
は燃料通路15及び油溜め室(図示せず)が形成され、
油溜め室に高圧燃料が導入された際にその圧力でニード
ル弁14がリフト(上昇)するようになっている。ノズ
ルボディ13にはシート部22が一体に形成され、この
シート部22にニードル弁14の弁シート23が面接触
状態で着座したとき、燃料通路15から下方への燃料の
流通が規制され、燃料噴射ノズル10は閉弁状態とな
る。逆にニードル弁14がリフトした際には、シート部
22と弁シート23との間に隙間ができてこの隙間から
燃料が下方に浸入し、燃料噴射が実行されることとな
る。
【0019】また、ノズルボディ13には、その内面を
なすシート部22の下方にさらにテーパ面24が形成さ
れ、テーパ面24の下方の先端はホール部25に連続さ
れ、さらにホール部25の下方には主噴孔17が貫通形
成されている。主噴孔17はノズル中心Cに沿って形成
され、これによって先の燃料衝突面8を指向するように
なる。一方、ニードル弁14には弁シート23の下方に
弁テーパ面26が連続して形成され、この弁テーパ面2
6がテーパ面24に適合される。
なすシート部22の下方にさらにテーパ面24が形成さ
れ、テーパ面24の下方の先端はホール部25に連続さ
れ、さらにホール部25の下方には主噴孔17が貫通形
成されている。主噴孔17はノズル中心Cに沿って形成
され、これによって先の燃料衝突面8を指向するように
なる。一方、ニードル弁14には弁シート23の下方に
弁テーパ面26が連続して形成され、この弁テーパ面2
6がテーパ面24に適合される。
【0020】テーパ面24には複数の副噴孔27が開口
されている。副噴孔27はノズル中心Cを中心とする放
射状に延出され、ノズルボディ13を僅か斜め下向きに
貫通している。これによって副噴孔27は燃焼室3の側
壁4を指向するようになる。なおここでは副噴孔27は
周方向に90°間隔で4つ設けられている。
されている。副噴孔27はノズル中心Cを中心とする放
射状に延出され、ノズルボディ13を僅か斜め下向きに
貫通している。これによって副噴孔27は燃焼室3の側
壁4を指向するようになる。なおここでは副噴孔27は
周方向に90°間隔で4つ設けられている。
【0021】そしてこれら副噴孔27の間にて、テーパ
面24には所定深さの溝28が設けられている。溝28
は、ここでは平面的に見て扇状に形成され、全ての副噴
孔27間に4つ設けられると共に、副噴孔27からは離
間されて非連通の状態にある。そして溝28は全周を8
等分するように、各々が周方向に45°の幅をもって幅中
心間隔が90°とされている。また溝28は、シート部2
2直下から下方に延出されてホール部25まで連続して
いる。即ち、溝28はホール部25を介して主噴孔17
と連通状態にある。
面24には所定深さの溝28が設けられている。溝28
は、ここでは平面的に見て扇状に形成され、全ての副噴
孔27間に4つ設けられると共に、副噴孔27からは離
間されて非連通の状態にある。そして溝28は全周を8
等分するように、各々が周方向に45°の幅をもって幅中
心間隔が90°とされている。また溝28は、シート部2
2直下から下方に延出されてホール部25まで連続して
いる。即ち、溝28はホール部25を介して主噴孔17
と連通状態にある。
【0022】上記構成の作用を説明すれば、燃圧でニー
ドル弁14がリフトされると、燃料通路15に蓄積され
た加圧状態の燃料は、先ずシート部22と弁シート23
との隙間を下方に通過し、テーパ面24或いは溝28内
面と弁テーパ面26との隙間に入り込むことになる。こ
こで、溝28内の通路の方が流路面積大で通路抵抗が小
さいこと、エンジンが低負荷運転の状態にあると燃料量
も比較的少ないこと、燃料が下向きに加勢されているこ
と等の理由から、殆どの燃料は先ず溝28内を通じてホ
ール部25に至り、主噴孔17から噴射されるようにな
る。そして主噴孔17の孔径等に基づく許容噴射量を越
えて燃料の供給が続行され、テーパ面24或いは溝28
内面と弁テーパ面26との隙間に燃料が溜まってきたな
らば、その後、その隙間の燃料が副噴孔27から二次的
に噴射されるようになる(図6(a)参照)。もっと
も、全噴射量が主噴孔17のみで賄える程度の量であれ
ば副噴孔27からの噴射は実質行われないこととなる。
ドル弁14がリフトされると、燃料通路15に蓄積され
た加圧状態の燃料は、先ずシート部22と弁シート23
との隙間を下方に通過し、テーパ面24或いは溝28内
面と弁テーパ面26との隙間に入り込むことになる。こ
こで、溝28内の通路の方が流路面積大で通路抵抗が小
さいこと、エンジンが低負荷運転の状態にあると燃料量
も比較的少ないこと、燃料が下向きに加勢されているこ
と等の理由から、殆どの燃料は先ず溝28内を通じてホ
ール部25に至り、主噴孔17から噴射されるようにな
る。そして主噴孔17の孔径等に基づく許容噴射量を越
えて燃料の供給が続行され、テーパ面24或いは溝28
内面と弁テーパ面26との隙間に燃料が溜まってきたな
らば、その後、その隙間の燃料が副噴孔27から二次的
に噴射されるようになる(図6(a)参照)。もっと
も、全噴射量が主噴孔17のみで賄える程度の量であれ
ば副噴孔27からの噴射は実質行われないこととなる。
【0023】このように、エンジン低負荷運転時等(例
えばアイドル運転時)、全噴射量が少なく噴射圧力も比
較的低い場合に、主噴孔17からの噴射量を副噴孔27
からの噴射量より多くでき、つまり噴射量割合を主噴孔
17側に偏らせ副噴孔27側を小さくすることができ、
これによって副噴孔27の噴射による燃焼室側壁4への
燃料付着を防止でき、未燃HCの排出を大巾に抑制する
ことが可能となる。また、副噴孔27の噴射が主噴孔1
7の噴射より遅れるので、主噴孔17による衝突拡散燃
焼(パイロット燃焼)の後、その火炎を基に副噴孔27
からの噴射による燃焼を実行でき、これによって燃料の
未燃状態での側壁4への付着を防止でき、未燃HCの排
出抑制効果を大いに高められる。
えばアイドル運転時)、全噴射量が少なく噴射圧力も比
較的低い場合に、主噴孔17からの噴射量を副噴孔27
からの噴射量より多くでき、つまり噴射量割合を主噴孔
17側に偏らせ副噴孔27側を小さくすることができ、
これによって副噴孔27の噴射による燃焼室側壁4への
燃料付着を防止でき、未燃HCの排出を大巾に抑制する
ことが可能となる。また、副噴孔27の噴射が主噴孔1
7の噴射より遅れるので、主噴孔17による衝突拡散燃
焼(パイロット燃焼)の後、その火炎を基に副噴孔27
からの噴射による燃焼を実行でき、これによって燃料の
未燃状態での側壁4への付着を防止でき、未燃HCの排
出抑制効果を大いに高められる。
【0024】一方、エンジン高負荷運転時等、全噴射
量、噴射圧力ともに大きい場合は、ニードル弁14のリ
フト量も大きくなり、燃料が主噴孔17及び副噴孔27
から同時に等分配で噴射されるようになる。これにより
図6(b)に示すように、主噴孔17による衝突拡散噴
霧の燃焼に、副噴孔27からの強い貫徹力をもった噴霧
或いは燃焼ガスを付加することができ、その副噴孔27
からの噴霧等を燃焼室3外に流出させ、ピストン2頂面
とシリンダヘッド下面12との間の空気を有効利用し、
比較的広い領域で燃焼を実行することが可能となる。こ
れにより、高負荷運転時のスモークも低減することが可
能となる。このように、かかる構成においては、噴射量
又は噴射圧力が増すほどに副噴孔27による噴射割合が
増加され、噴射開始時期の遅延時間が短縮されることと
なる。
量、噴射圧力ともに大きい場合は、ニードル弁14のリ
フト量も大きくなり、燃料が主噴孔17及び副噴孔27
から同時に等分配で噴射されるようになる。これにより
図6(b)に示すように、主噴孔17による衝突拡散噴
霧の燃焼に、副噴孔27からの強い貫徹力をもった噴霧
或いは燃焼ガスを付加することができ、その副噴孔27
からの噴霧等を燃焼室3外に流出させ、ピストン2頂面
とシリンダヘッド下面12との間の空気を有効利用し、
比較的広い領域で燃焼を実行することが可能となる。こ
れにより、高負荷運転時のスモークも低減することが可
能となる。このように、かかる構成においては、噴射量
又は噴射圧力が増すほどに副噴孔27による噴射割合が
増加され、噴射開始時期の遅延時間が短縮されることと
なる。
【0025】ここで、主噴孔17と副噴孔27との噴射
開始時期が噴射圧(即ちエンジン回転速度)に異存する
ため、ピストン2の移動速度が遅いエンジン低回転(低
噴射圧)時には燃焼室3の燃焼ガスの室外流出が遅れる
ことになり、これによってピストン2頂面とシリンダヘ
ッド下面12との間の空間が狭いうちに燃焼ガスが流出
してしまうことがなく、シリンダヘッド下面12による
燃焼ガスの急速冷却に起因したスモーク発生や未燃HC
の発生を防止できる。一方、ピストン2の移動速度が速
いエンジン高回転(高噴射圧)時には燃焼ガスの流出も
速やかに行われるため、ピストン2頂面とシリンダヘッ
ド下面12との間の空間における燃焼を有効にエンジン
の仕事(トルク)に変換することができる。
開始時期が噴射圧(即ちエンジン回転速度)に異存する
ため、ピストン2の移動速度が遅いエンジン低回転(低
噴射圧)時には燃焼室3の燃焼ガスの室外流出が遅れる
ことになり、これによってピストン2頂面とシリンダヘ
ッド下面12との間の空間が狭いうちに燃焼ガスが流出
してしまうことがなく、シリンダヘッド下面12による
燃焼ガスの急速冷却に起因したスモーク発生や未燃HC
の発生を防止できる。一方、ピストン2の移動速度が速
いエンジン高回転(高噴射圧)時には燃焼ガスの流出も
速やかに行われるため、ピストン2頂面とシリンダヘッ
ド下面12との間の空間における燃焼を有効にエンジン
の仕事(トルク)に変換することができる。
【0026】なお、エンジン回転数とは無関係に噴射圧
を設定できる燃料噴射装置(コモンレール式等)と組み
合わせれば、主噴孔17と副噴孔27との噴射量割合及
び噴射時間差をより最適に自由に制御できるようにな
る。
を設定できる燃料噴射装置(コモンレール式等)と組み
合わせれば、主噴孔17と副噴孔27との噴射量割合及
び噴射時間差をより最適に自由に制御できるようにな
る。
【0027】次に、別の実施の形態について説明する。
【0028】図3及び図4に示すように、この実施の形
態においては燃料噴射ノズル10のノズル部11の構成
が異なっている。即ち、ノズルボディ13内部のテーパ
面24には、シート部22のやや下方の位置に第1切欠
部30が、ホール部25のやや上方の位置に第2切欠部
31がそれぞれ設けられている。これら切欠部30,3
1は断面三角状に形成され、ノズル中心方向(縦方向)
に沿う周側壁及びこれに垂直な底壁で区画されると共
に、全周に亘る溝状に形成されている。そしてニードル
弁14の弁テーパ面26にも、第1切欠部30及び第2
切欠部31にそれぞれ嵌合する第1突起部32及び第2
突起部33が設けられている。これら第1及び第2突起
部32,33は、第1及び第2切欠部30,31に適合
する短円柱状とされている。
態においては燃料噴射ノズル10のノズル部11の構成
が異なっている。即ち、ノズルボディ13内部のテーパ
面24には、シート部22のやや下方の位置に第1切欠
部30が、ホール部25のやや上方の位置に第2切欠部
31がそれぞれ設けられている。これら切欠部30,3
1は断面三角状に形成され、ノズル中心方向(縦方向)
に沿う周側壁及びこれに垂直な底壁で区画されると共
に、全周に亘る溝状に形成されている。そしてニードル
弁14の弁テーパ面26にも、第1切欠部30及び第2
切欠部31にそれぞれ嵌合する第1突起部32及び第2
突起部33が設けられている。これら第1及び第2突起
部32,33は、第1及び第2切欠部30,31に適合
する短円柱状とされている。
【0029】さらにテーパ面24にあって、第1及び第
2切欠部30,31の間の位置に副噴孔27と溝28と
が設けられている。副噴孔27はここでは3つが周方向
に 120°間隔で放射状に設けられ、溝28はこれら副噴
孔27間の位置に副噴孔27とは周方向に離間して設け
られている。溝28は全周を6等分するように、各々が
周方向に60°の幅をもって幅中心間隔が 120°とされて
いる。そして溝28は、第1切欠部30及び第2切欠部
31をそれぞれ連通すると共に、底面が第1及び第2切
欠部30,31の下端外周縁を結ぶよう、深さが設定さ
れている。
2切欠部30,31の間の位置に副噴孔27と溝28と
が設けられている。副噴孔27はここでは3つが周方向
に 120°間隔で放射状に設けられ、溝28はこれら副噴
孔27間の位置に副噴孔27とは周方向に離間して設け
られている。溝28は全周を6等分するように、各々が
周方向に60°の幅をもって幅中心間隔が 120°とされて
いる。そして溝28は、第1切欠部30及び第2切欠部
31をそれぞれ連通すると共に、底面が第1及び第2切
欠部30,31の下端外周縁を結ぶよう、深さが設定さ
れている。
【0030】このようにすると、前記実施の形態に比べ
溝28のノズル中心方向の長さを減じられ、溝28の容
積自体を減少することができる。つまり、前記実施の形
態では溝28の容積が比較的大きいため、燃料噴射終了
時に燃料のキレが悪化し、後ダレ等の問題が生じる虞が
あるが、この実施の形態はかかる問題を有効に解決し得
る。
溝28のノズル中心方向の長さを減じられ、溝28の容
積自体を減少することができる。つまり、前記実施の形
態では溝28の容積が比較的大きいため、燃料噴射終了
時に燃料のキレが悪化し、後ダレ等の問題が生じる虞が
あるが、この実施の形態はかかる問題を有効に解決し得
る。
【0031】ここで、溝28は第2切欠部31の位置で
止まっており、主噴孔17と連通状態にないが、ニード
ル弁14のリフト時にこれらの隙間を通る燃料には下向
きの方向性が与えられているため、前記同様の主噴孔1
7のみによる初期噴射の実行が可能となる。
止まっており、主噴孔17と連通状態にないが、ニード
ル弁14のリフト時にこれらの隙間を通る燃料には下向
きの方向性が与えられているため、前記同様の主噴孔1
7のみによる初期噴射の実行が可能となる。
【0032】また、特開平4-17770 号公報にも、同様の
溝を設けた燃料噴射ノズルが開示されているが、これは
溝がニードル弁に設けられるため、副噴孔との位置合わ
せのためにニードル弁の回転止め手段が必要となり、構
造複雑、高コストとなってしまう。また燃焼室との組み
合わせで考えられたものでもなく、各噴孔の指向方向は
何等考慮されていないため、これらの点で本発明は有利
となる。
溝を設けた燃料噴射ノズルが開示されているが、これは
溝がニードル弁に設けられるため、副噴孔との位置合わ
せのためにニードル弁の回転止め手段が必要となり、構
造複雑、高コストとなってしまう。また燃焼室との組み
合わせで考えられたものでもなく、各噴孔の指向方向は
何等考慮されていないため、これらの点で本発明は有利
となる。
【0033】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明してきたが、本発明は他の様々な実施の形態を採る
ことが可能である。例えば、燃料衝突台を別部品で形成
し、これを燃焼室の底部に取り付けたり、シリンダヘッ
ド下面から垂下させて取り付けても構わない。また溝の
形状は前述の如き扇形でなく直線状等としてもよく、そ
のノズル中心方向に沿う長さや周方向に沿う幅も適宜変
更が可能である。さらに本発明は、小型のみならず中・
大型のディーゼルエンジンにも広く適用可能である。
説明してきたが、本発明は他の様々な実施の形態を採る
ことが可能である。例えば、燃料衝突台を別部品で形成
し、これを燃焼室の底部に取り付けたり、シリンダヘッ
ド下面から垂下させて取り付けても構わない。また溝の
形状は前述の如き扇形でなく直線状等としてもよく、そ
のノズル中心方向に沿う長さや周方向に沿う幅も適宜変
更が可能である。さらに本発明は、小型のみならず中・
大型のディーゼルエンジンにも広く適用可能である。
【0034】
【発明の効果】本発明は、低負荷運転時の未燃HC抑制
と、高負荷運転時のスモーク低減とを同時に達成できる
という優れた効果を発揮する。
と、高負荷運転時のスモーク低減とを同時に達成できる
という優れた効果を発揮する。
【図1】本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射ノ
ズルの縦断正面図で、図2のB−B線断面図である。
ズルの縦断正面図で、図2のB−B線断面図である。
【図2】ノズルボディの断面を示し、図1のA−A線断
面図である。
面図である。
【図3】別の実施の形態に係る燃料噴射ノズルの縦断正
面図で、図4のD−D線断面図である。
面図で、図4のD−D線断面図である。
【図4】ノズルボディの断面を示し、図3のC−C線断
面図である。
面図である。
【図5】本発明に係るディーゼルエンジンの要部を示す
縦断正面図である。
縦断正面図である。
【図6】本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射の
様子を示す図である。
様子を示す図である。
【符号の説明】 1 ディーゼルエンジン 2 ピストン 3 燃焼室 4 側壁 8 燃料衝突面 10 燃料噴射ノズル 13 ノズルボディ 14 ニードル弁 17 主噴孔 22 シート部 27 副噴孔 28 溝 30 第1切欠部 31 第2切欠部 32 第1突起部 33 第2突起部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 61/14 310 F02M 61/14 310D
Claims (2)
- 【請求項1】 ピストン頂面を窪ませて形成され、中心
部に燃料衝突面を有する燃焼室と、該燃焼室に臨ませて
配設される燃料噴射ノズルであって、そのノズルボディ
に、上記燃料衝突面に指向する主噴孔、上記燃焼室の側
壁に指向する副噴孔及びニードル弁を着座させるシート
部を有し、上記ノズルボディの内面に、上記副噴孔から
周方向に離間して上記シート部下方から上記主噴孔側に
延出する溝を有する燃料噴射ノズルとを備えたことを特
徴とするディーゼルエンジン。 - 【請求項2】 上記ノズルボディの内面に、上記シート
部の下方及び上記主噴孔の上方にてそれぞれ周方向に延
出する第1切欠部及び第2切欠部が設けられ、上記ニー
ドル弁が、上記第1切欠部及び上記第2切欠部にそれぞ
れ嵌合する第1突起部及び第2突起部を有すると共に、
上記溝が、上記第1切欠部及び上記第2切欠部の間に設
けられる請求項1記載のディーゼルエンジン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9004018A JPH10196492A (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | ディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9004018A JPH10196492A (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | ディーゼルエンジン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10196492A true JPH10196492A (ja) | 1998-07-28 |
Family
ID=11573243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9004018A Pending JPH10196492A (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | ディーゼルエンジン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10196492A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2792686A1 (fr) * | 1999-04-26 | 2000-10-27 | Toyota Motor Co Ltd | Buse d'injection de carburant |
JP2003508684A (ja) * | 1999-09-04 | 2003-03-04 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ノズルニードルにリング溝を備えた、内燃機関用の噴射ノズル |
JP2003519758A (ja) * | 2000-01-10 | 2003-06-24 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 燃料噴射ノズル |
JP2015031255A (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-16 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料噴射ノズル |
-
1997
- 1997-01-13 JP JP9004018A patent/JPH10196492A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2792686A1 (fr) * | 1999-04-26 | 2000-10-27 | Toyota Motor Co Ltd | Buse d'injection de carburant |
JP2003508684A (ja) * | 1999-09-04 | 2003-03-04 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ノズルニードルにリング溝を備えた、内燃機関用の噴射ノズル |
JP4709451B2 (ja) * | 1999-09-04 | 2011-06-22 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ノズルニードルにリング溝を備えた、内燃機関用の噴射ノズル |
JP2003519758A (ja) * | 2000-01-10 | 2003-06-24 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 燃料噴射ノズル |
JP2015031255A (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-16 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料噴射ノズル |
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