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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- nozzle
- injection hole
- fuel
- injection
- combustion chamber
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- 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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