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JPH0637851B2 - デイーゼル機関の燃焼装置 - Google Patents

デイーゼル機関の燃焼装置

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Publication number
JPH0637851B2
JPH0637851B2 JP59001394A JP139484A JPH0637851B2 JP H0637851 B2 JPH0637851 B2 JP H0637851B2 JP 59001394 A JP59001394 A JP 59001394A JP 139484 A JP139484 A JP 139484A JP H0637851 B2 JPH0637851 B2 JP H0637851B2
Authority
JP
Japan
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spray
nozzle
nozzles
combustion chamber
fuel
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59001394A
Other languages
English (en)
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JPS60147525A (ja
Inventor
裕司 小田
洋 中川
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries 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 Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP59001394A priority Critical patent/JPH0637851B2/ja
Publication of JPS60147525A publication Critical patent/JPS60147525A/ja
Publication of JPH0637851B2 publication Critical patent/JPH0637851B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/182Discharge orifices being situated in different transversal planes with respect to valve member direction of movement
    • 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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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は側方噴射式(中央噴射式に対して)ディーゼル
機関に関する。
第1図はこの種機関の要部を示す断面図である。01は
燃焼室,02はピストン,03は排気弁,04は燃料
弁,05は燃料噴霧である。第2図は第1図のII-II矢
視断面図で,04は燃料弁,06,07,08は燃料噴
霧を示す。第3図は第1図の燃料弁04の先端図で,0
9,10,11は噴口(等噴口径,等間隔)である。
上記構成において,ピストン02の上昇により燃焼室0
1内の空気は圧縮され高温高圧となり,上死点近傍で燃
料弁04より燃料が噴射されて,第2図に3噴口の場合
を示すように,燃料噴霧06〜08を形成する。これら
の噴霧はできるだけ燃焼室内の全領域の空気を利用でき
るように形成され,さらに比較的強い空気渦流により燃
料と空気の混合が促進されるため,空気利用率,燃焼効
率の高い燃焼が行われるが以下に示すような欠点を有し
ている。
第2図に示すように,噴霧された燃料は空気渦流SW
より曲げられながら火炎となって発達する。このとき燃
料噴霧と空気渦流の相対速度の差及び渦流の上流,下流
の位置の相違により,空気渦流の影響は燃焼室中央側の
噴霧に強く,外周側の噴霧に弱く働く。ところが,噴霧
の貫徹力はそれぞれの噴霧とも同等であるため,中央側
の噴霧は大きく曲げられ,外周側の噴霧は曲げられる量
が少ない。従って,全噴霧が一かたまりの形で発達し,
この領域では噴霧あるいは火炎同志が干渉し燃焼が阻害
される。さらに中央部の噴霧が大きく曲げられるため,
燃焼室中央部に空気の未利用領域が存在し,空気利用率
が低下する。さらに,全燃料噴霧が同時に向い側の燃焼
室壁に到達するため,この部分で空気不足の状態となり
燃焼が阻害される。
これらにより,従来のシステムでは燃焼室内への空間
的,時間的な燃料配分が適当でなく,空気利用率,燃焼
効率が不十分となる。
本発明の目的は上記の点に着目し,側方噴射式(中央噴
射に対して)ディーゼル機関において,燃焼室内への空
間的,時間的な燃料の分散を良好にし,空気利用率,燃
焼効率の高い燃焼を行うことのできる燃焼装置を提供す
ることであり,その特徴とするところは,シリンダヘッ
ドの燃焼室周辺部にそれぞれ複数個の噴口を持つ複数個
の燃料弁を有し同燃焼室内に空気渦流が形成されるディ
ーゼル機関の燃焼装置において,上記燃料弁の複数個の
噴口のうち、隣接する2個ずつの噴口を各々1組の噴口
群とし、燃焼室の中央部である内側に噴霧を形成する複
数の噴口群と燃焼室の外周部である外側に噴霧を形成す
る複数の噴口群等の各噴口群のそれぞれでは,隣接する
噴口の噴口径dと噴口間隔Sとの比がS/d<5であり,
水平面への投影における各噴口の軸心線のなす角度αと
垂直面への投影における各噴口の軸心線のなす角度β
が,噴口から離れるにつれて軸心線が近づく場合を正と
して,それぞれ−9゜<α11゜かつ−9゜<β<11゜と
なるように噴口が形成され,形成された内側の噴霧群と
外側の噴霧群がそれぞれ合体し,合体した噴霧群は一本
の噴霧として発達すると共に,上記の合体により噴口数
がnを正の整数とすると2n個の場合は全体としてn本
の噴霧を形成しまた2n+1個の場合は全体としてn+
1本の噴霧を形成することである。
以下図面を参照して本発明による実施例につき説明す
る。
第4図は本発明による1実施例の燃料弁の先端部を示す
説明図,第5図は本発明による燃料弁を用いた場合の隣
接する2本の噴霧の合体を示す説明図である。噴口N
とNの例,噴口NとNも同様である。第6図は噴
口及び噴口軸心線の水平面への投影図,即ち第4図のVI
矢視図,第7図は噴口及び噴口軸心線の垂直面への投影
図,即ち第4図のVII矢視図である。第8図はα=β=
0の場合のS/dによる合体の到達距離増大への効果を示
す線図で,xは噴霧一本の到達距離,xは合体時の到
達距離である。第9図はα,βによる合体の到達距離へ
の効果を示す線図である。第10図は本発明による実施
例の燃料弁を用いた場合の燃焼室内の燃料分散状態を示
す説明図である。4噴口で燃焼室中央付近の2本の噴霧
と燃焼室外周部の2本の噴霧をそれぞれ合体させ全体と
して2本の噴霧を形成した場合を示す。
一般に噴口数が2n個の場合(nは正の整数),合体に
より全体としてn本の噴霧を形成する。また,噴口数が
2n+1個の場合,合体により全体としてn+1本の噴
霧を形成する。
第4図のN〜Nは本発明による燃料弁の噴口(4噴
口の場合)を示す。
第5図の2θは噴口の拡がり角度を示す。
第6図のαは第4図に示す燃料弁の水平面への投影にお
いて,隣接する噴口の軸心線がなす角を示す(噴口から
遠ざかるにつれて接近する場合を正とする)。
第7図のβは同じく垂直面への投影において,隣接する
噴口の軸心線がなす角を示す(噴口から遠ざかるにつれ
て接近する場合を正とする)。
第10図において,12は燃焼室,13は燃料弁,14
〜17は本発明の燃料弁を用いた場合に形成される燃料
噴霧,SWは燃焼室内空気渦流を示す。
上記構成の場合の作用について述べる。
本発明による燃料弁を用いた場合,全体の噴口面積をそ
ろえて,噴口数を増した時(たとえば3孔から4孔にし
た場合),一噴口あたりの噴口面積は絞られ、各噴霧は
微粒化が促進されて空気導入のよい噴霧が形成される。
さらに,燃焼室中央側の複数の噴霧及び外側の噴霧をそ
れぞれ合体させているため,それぞれの噴霧は単独の噴
霧の場合よりも貫徹力が増す。
上記のように本発明による燃料弁を用いた場合,第10
図に4孔の例を示すように,空気導入特性が良く,かつ
貫徹力が強く到達距離の長い燃料噴霧が全体として2本
形成される。
上述の場合には次の効果がある。
従来の燃料弁を用いた装置では,各噴霧の貫徹力は同等
であるため空気渦流により内側の噴霧が大きく曲げられ
噴霧同志の干渉が多くなり燃焼が阻害され,また燃焼室
中央に未利用の空間が残り,空気利用率が低下する。さ
らに全体の噴霧内への空気導入量を増すため,噴霧の数
を増すと,必然的に各噴口の噴口径が小さくなり,噴霧
の貫徹力が減少して相対的に空気渦流の影響が大きい状
態となり,上記の燃焼阻害,空気利用率の低下がより大
きくなる。
本発明による場合は,外側の噴霧群と内側の噴霧群を第
5図に示すように,それぞれ合体させることにより,そ
れぞれの噴霧の貫徹力が増し空気渦流SWの影響を強く
受ける燃焼室中央側の噴霧が大きく曲げられて外側の噴
霧と干渉しあうことを防ぐことができる。また,噴霧の
直進性が増し燃焼室中央部付近の空間に燃料を分散させ
ることができる。
ここで噴霧の拡がり角は第5図に示す2θであり,2θ
=2tan-1{0.427(ρa/ρf)0.35},ρa=空気密度,
ρf:燃料密度であるため,通常は2θ=15゜前後で
ある。また,第6図に示すように,隣接する二本の噴霧
の水平面への投影において,各噴霧の軸心線のなす角度
をαとし,同様に垂直面への投影における各噴霧の軸心
線のなす角度をβとする(α,βとも噴口から遠ざかる
につれ噴霧が接近する場合を正とする)。隣接する二噴
霧が平行の場合(即ち,α=β=0の場合),噴口径d
と噴口出口の間隔Sの比S/dにより合体の状態がきま
り,第8図に実験結果を示すように,S/d<5で特に合
体による貫徹力増大の効果が大きく得られ,S/dは5以
下とすることが望ましい(xは隣接する2本の噴霧の全
体としての到達距離,xは噴霧一本の場合の到達距
離)。
噴霧が平行でない時及び同一平面上にない場合でも(空
間的にねじれの位置関係にある場合でも),第9図にS
/d=3の時のα,βによる噴霧の到達距離の実験結果
をを示すように(xは隣接する二本の噴霧の全体として
の到達距離であり,xは噴霧一本の到達距離),特に
−9゜<α<11゜かつ −9゜<β<11゜の時,到達距離は噴霧一本の場合より
も大きくなり,噴霧合体による貫徹力増大の効果が大き
く得られる。
この条件は、ディーゼル機関における燃料噴霧の形成特
性(拡がり特性)より決まるもので、即ち、燃料噴霧の
拡がり特性は燃料室内のガス密度と燃料密度の比で決ま
り、通常のディーゼル機関では、これらの条件はほぼ同
一であり、燃料噴霧の拡がり特性もほぼ同等である。従
って、上記のS/d<5で−9゜<α<11゜,かつ−9゜
<β<11゜の条件は、ディーゼル機関における噴霧合体
の効果を得る絶対条件である。
以上のように噴口径dと噴口出口の間隔Sの比をS/d<
5とし,かつ外側の噴霧群及び内側の噴霧群のそれぞれ
において,隣接する噴霧の軸心線の水平面への投影のな
す角αと,垂直面への投影のなす角βが−9゜<α<11
゜かつ−9゜<β<11゜となるように,噴口を形成する
ことにより,第10図に4噴口で外側の2本の噴霧と内
側の2本の噴霧を合体させた場合を示すように,それぞ
れの噴霧群の貫徹力が増し,互いの干渉を防ぐことがで
き,また燃焼室中央近傍の空間に燃料を分散させること
ができ,燃焼室内の燃料分散が良好となり,また噴霧自
体も噴口径を絞ってあるため空気導入の良い噴霧が形成
され,空気利用率,燃料効率の高い燃焼が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の側方噴射式ディーゼル機関の要部を示す
断面図,第2図は第1図のII-II矢視断面図,第3図は
第1図の燃料弁の先端部を示す説明図,第4図は本発明
による1実施例の燃料弁の先端部を示す説明図,第5図
は本発明による燃料弁を用いた場合の隣接する2本の噴
霧の合体を示す説明図,第6図は第4図のVI矢視図,第
7図は第4図のVII矢視図,第8図はS/dによる合体の
到達距離増大への効果を示す線図,第9図はα,βによ
る合体の到達距離への効果を示す線図,第10図は本発
明による実施例の燃料弁を用いた場合の燃焼室内の燃料
分散状態を示す説明図である。 12……燃焼室,13……燃料弁,14〜17……燃料
噴霧,N〜N……噴口。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダヘッドの燃焼室周辺部にそれぞれ
    複数個の噴口を持つ複数個の燃料弁を有し同燃焼室内に
    空気渦流が形成されるディーゼル機関の燃焼装置におい
    て、上記燃料弁の複数個の噴口のうち、隣接する2個ず
    つの噴口を各々1組の噴口群とし、燃焼室の中央部であ
    る内側に噴霧を形成する複数の噴口群と燃焼室の外周部
    である外側に噴霧を形成する複数の噴口群等の各噴口群
    のそれぞれでは,隣接する噴口の噴口径dと噴口間隔S
    との比がS/d<5であり、隣接する噴口の水平面への
    投影における各噴口の軸心線のなす角度αと垂直面への
    投影における各噴口の軸心線のなす角度βが、噴口から
    離れるにつれて軸心線が近づく場合を正として、それぞ
    れ−9゜<α11゜かつ−9゜<β<11゜となるように噴
    口が形成され、形成された内側の噴霧群と外側の噴霧群
    がそれぞれ合体し、合体した噴霧群は一本の噴霧として
    発達すると共に、上記の合体により噴口数がnを正の整
    数とすると2n個の場合は全体としてn本の噴霧を形成
    しまた2n+1個の場合は全体としてn+1本の噴霧を
    形成することを特徴とするディーゼル機関の燃焼装置。
JP59001394A 1984-01-10 1984-01-10 デイーゼル機関の燃焼装置 Expired - Lifetime JPH0637851B2 (ja)

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JPS60147525A JPS60147525A (ja) 1985-08-03
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2604209B2 (ja) * 1988-09-21 1997-04-30 三井造船株式会社 ディーゼル機関のNOx低減方法
FR2663084B1 (fr) * 1990-06-07 1992-07-31 Semt Pielstick Dispositif d'injection pour moteur a combustion interne.
DE59206823D1 (de) * 1992-09-11 1996-08-29 New Sulzer Diesel Ag Verfahren zum Brennstoffeinspritzen bei Dieselbrennkraftmaschinen
US8869770B2 (en) 2011-06-17 2014-10-28 Caterpillar Inc. Compression ignition engine having fuel system for non-sooting combustion and method
JP2014148947A (ja) * 2013-02-01 2014-08-21 Mazda Motor Corp ディーゼルエンジン
JP5987734B2 (ja) * 2013-03-08 2016-09-07 マツダ株式会社 圧縮着火エンジン
JP5991251B2 (ja) * 2013-03-28 2016-09-14 マツダ株式会社 ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置
CN117108395B (zh) * 2023-10-23 2024-01-16 潍柴动力股份有限公司 一种燃烧室、燃烧系统及其设计方法与发动机

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51126823U (ja) * 1975-04-08 1976-10-14
JPS5842363U (ja) * 1981-09-18 1983-03-22 三井造船株式会社 内燃機関における燃料噴射弁

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