JPH086593B2 - Direct injection engine - Google Patents
Direct injection engineInfo
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- JPH086593B2 JPH086593B2 JP60050208A JP5020885A JPH086593B2 JP H086593 B2 JPH086593 B2 JP H086593B2 JP 60050208 A JP60050208 A JP 60050208A JP 5020885 A JP5020885 A JP 5020885A JP H086593 B2 JPH086593 B2 JP H086593B2
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- cavity
- injection
- fuel
- wall surface
- nozzle
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0672—Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0669—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、燃料を直接、燃焼室内に噴射する直噴式エ
ンジンに関し、特に、ピストンの頂部に設けられたキャ
ビティに対して、オフセットされ、燃料噴射用の噴孔が
複数個形成された燃料噴射ノズルを備えた直噴式エンジ
ンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direct injection engine for injecting fuel directly into a combustion chamber, and more particularly to a fuel that is offset with respect to a cavity provided at the top of a piston. The present invention relates to a direct injection engine including a fuel injection nozzle having a plurality of injection holes for injection.
（従来の技術） 従来から、直噴式エンジンにおいて、吸・排気ポート
を大きくとるためにキャビティ中心からノズルをオフセ
ットさせることが知られている。例えば、実開昭52−16
2302号にはこのような形式の直噴式エンジンが開示され
ている。この開示されたエンジンでは、ピストン頂部の
キャビティ中心から、燃料噴射ノズルがオフセットされ
ており、かつその状態でノズル先端部に設けられた複数
の噴孔がキャビティ面積を等分して受け持つように構成
している。(Prior Art) Conventionally, in a direct injection engine, it is known to offset the nozzle from the center of the cavity in order to make the intake and exhaust ports large. For example, the actual exploitation 52-16
No. 2302 discloses such a direct injection engine. In the disclosed engine, the fuel injection nozzle is offset from the center of the cavity at the top of the piston, and in this state, the plurality of injection holes provided in the nozzle tip part equally divide the cavity area. are doing.
（解決すべき問題点） 上記実開昭52−162302号に開示された直噴式エンジン
構造は、ノズルの各噴孔がキャビティ内を等分して受け
持つことにより、キャビティ内に、燃料を均一に分散さ
せることを意図したものである。しかし、各噴孔から噴
射された燃料の大半は、噴射直後に周囲の吸気と接触す
ることにより気化するが、一部のものは、気化すること
ができずにキャビティ壁面に衝突して、壁面に付着する
こととなる。この付着した燃料は、その後キャビティ内
の吸気と接触して、または、キャビティ壁からの伝熱に
より気化するが、付着量が多くなると、気化するまでに
時間がかかり、この結果着火遅れが生じて、燃焼性が悪
化するといった問題や、キャビティ表面が侵蝕されると
いった問題が生じる。上記開示された構造では、ノズル
がオフセットされていることにより、キャビティ壁面へ
の距離が小さい噴孔からの燃料は、壁面への燃料の付着
割合は、やや大きくなるが、受け持つキャビティ壁面領
域の周長が大きいので、燃料の単位キャビティ壁面の面
積当たりの燃料付着量は、噴孔から遠い距離にある壁面
における付着量よりも少なくなる。従って、このエンジ
ンでは、ノズルから遠いキャビティ壁面の方がノズルに
近い壁面よりも燃料付着量が大きくなるという不均衡
が、キャビティ壁面において生じ、この結果上述の燃焼
性及びキャビティ壁面の侵蝕の問題が発生する。(Problems to be solved) In the direct-injection engine structure disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 52-162302, the injection holes of the nozzle equally share the inside of the cavity so that the fuel is evenly distributed in the cavity. It is intended to be dispersed. However, most of the fuel injected from each injection hole is vaporized by contact with the surrounding intake air immediately after the injection, but some of them are unable to vaporize and collide with the cavity wall surface and Will be attached to. This adhered fuel subsequently contacts the intake air in the cavity or is vaporized by heat transfer from the cavity wall, but if the adhered amount increases, it takes time to vaporize, resulting in ignition delay. However, there are problems that the combustibility is deteriorated and that the surface of the cavity is corroded. In the above-disclosed structure, the nozzle is offset, so that the fuel from the injection hole with a small distance to the cavity wall surface has a slightly higher fuel adhesion rate to the wall surface, but the peripheral area of the cavity wall surface area Since the length is large, the fuel adhesion amount per unit area of the wall surface of the fuel is smaller than the fuel adhesion amount on the wall surface far from the injection hole. Therefore, in this engine, an imbalance that the amount of fuel deposited on the cavity wall surface farther from the nozzle is larger than that on the wall surface closer to the nozzle occurs on the cavity wall surface, and as a result, the above-described combustibility and cavity wall erosion problems occur. appear.
（上記問題を解決するための手段） 本発明は、キャビティ壁面への燃料付着量を減少させ
て、上記問題を解決することができ、かつ均一な混合気
をつくり出すことができる直噴式エンジンを提供するこ
とを目的とするもので以下のように構成される。本発明
に係る直噴式エンジンは、頂部に円形のキャビティが形
成されたピストンと、複数の噴孔を先端部に有する燃料
噴射ノズルとを備え、該燃料噴射ノズルの先端部が上記
キャビティの中心からオフセットされているとともに、
前記各噴孔は、該噴孔からの噴射燃料の中心線とキャビ
ティ壁面との各々の交点がピストン頂面からほぼ同じ深
さレベルになるように形成され、かつキャビティ壁面に
おける該交点と交点のほぼ中間点とノズル先端の中心点
とを結ぶ線によって囲まれる部分の面積が各々等しくな
るように配置されている。さらに本発明に従うエンジン
の各噴孔は、該噴孔からの噴霧燃料の中心線とキャビテ
ィ壁面との各々の交点がほぼピストン頂面から同じ深さ
レベルになるように形成されているとともに、各噴孔が
受け持つキャビティ壁面における前記中間点から隣りの
中間点までの周長の比と、噴孔の有効断面積の比とが等
しくなるように構成されている。従って、本発明によれ
ば、キャビティ壁面と、ノズルとの距離が大きい領域を
受け持つ噴孔の有効断面積は、相対的に小さくなり、該
噴孔からの燃料噴射量も相対的に少なくなる。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a direct injection engine capable of solving the above problems by reducing the amount of fuel adhering to the cavity wall surface and producing a uniform air-fuel mixture. The purpose is to do the following. A direct-injection engine according to the present invention includes a piston having a circular cavity formed at the top thereof, and a fuel injection nozzle having a plurality of injection holes at its tip, and the tip of the fuel injection nozzle extends from the center of the cavity. Offset and
The respective injection holes are formed so that the respective intersections of the center line of the fuel injected from the injection holes and the cavity wall surface are at substantially the same depth level from the piston top surface, and the intersection points of the cavity wall surface The areas surrounded by a line connecting the intermediate point and the central point of the nozzle tip are arranged to have the same area. Further, each of the injection holes of the engine according to the present invention is formed such that the respective intersections of the center line of the atomized fuel from the injection holes and the cavity wall surface are at substantially the same depth level from the piston top surface. It is configured such that the ratio of the peripheral length from the intermediate point to the adjacent intermediate point on the wall surface of the cavity which the injection hole covers is equal to the ratio of the effective cross-sectional area of the injection hole. Therefore, according to the present invention, the effective cross-sectional area of the injection hole covering the region where the distance between the cavity wall surface and the nozzle is large becomes relatively small, and the fuel injection amount from the injection hole also becomes relatively small.
（実施例の説明） 以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につき説明す
る。(Description of Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図及び第２図を参照すれば、本発明の１実施例に
係る直噴式エンジンのピストン１の頂部には、キャビテ
ィ２が形成されており、該キャビティ２は、ピストンの
中心から偏心して配置されている。そして、キャビティ
２は、円形状で上方に開口しており、下方すなわち、ピ
ストン内部に向って拡大するとともに下部中央が盛り上
がった形状になっている。ピストン１が上死点に達した
とき、シリンダヘッド（図示せず）に取付けられた噴料
噴射ノズル３は、その先端部3aが、第１図に示すよう
に、ピストン１の頂面1aとほぼ同一レベルになるように
配置されている。燃料噴射ノズル３は、キャビティ２の
中心軸2aからオフセットされているとともに、該中心軸
2aに対してやや傾斜状態で配置されている。燃料噴射ノ
ズル３は、燃料を噴射するための噴孔を先端部3aに４個
備えており各噴孔から噴射される燃料の噴流の中心線
が、第２図において、線l1,l2,l3及びl4の方向になるよ
うに配置されている。この場合、噴流中心線l1,l2,l3,l
4のキャビティ壁面との交点a1,a2,a3,a4の周壁面におけ
る中間点b1,b2,b3,b4とノズル先端とを結ぶ線は、キャ
ビティ２の面積をノズル先端部3aのまわりに４等分した
領域S1,S2,S3及びS4の面積をそれぞれ２等分するように
位置している。Referring to FIGS. 1 and 2, a cavity 2 is formed at the top of a piston 1 of a direct injection engine according to an embodiment of the present invention, and the cavity 2 is eccentric from the center of the piston. It is arranged. The cavity 2 has a circular shape and opens upward, and expands downward, that is, toward the inside of the piston, and has a shape in which the center of the lower portion is raised. When the piston 1 reaches the top dead center, the tip portion 3a of the spray injection nozzle 3 attached to the cylinder head (not shown) has a top surface 1a of the piston 1 as shown in FIG. They are arranged so that they are almost at the same level. The fuel injection nozzle 3 is offset from the central axis 2a of the cavity 2 and
It is arranged in a slightly inclined state with respect to 2a. The fuel injection nozzle 3 is provided with four injection holes for injecting fuel at the tip portion 3a, and the center line of the jet flow of the fuel injected from each injection hole is the line l 1 , l 2 in FIG. , l 3 and l 4 are arranged. In this case, the jet centerline l 1 , l 2 , l 3 , l
Intersection a 1 and 4 of the cavity wall, a 2, a 3, midpoint b 1 in the peripheral wall surface of a 4, b 2, b 3, b 4 and the nozzle tip and the line connecting the a nozzle and the area of the cavity 2 located area S 1 of 4 equally divided around the tip portion 3a, S 2, S 3 and S 4 of the area of so that each bisect.
さらに、第１図に示すように各噴孔は、該噴孔からの
噴流の中心が、キャビティ壁面に対してピストン頂面か
らほぼ同じ深さレベル位置で衝突するように、上下方向
の向きが設定されている。これによって、４つの噴孔は
それぞれキャビティ２内の空間領域の４等分して受け持
つことになる。ノズル３の先端部3aがキャビティ中心軸
2aからオフセットされているので各領域S1,S2,S3,S4に
属するキャビティ壁面の周長ls1,ls2,ls3,ls4は、異な
り、ls1＞ls2,ls3＞ls4となっている。すなわち、ノズ
ル先端部3aに近い領域ほどキャビティ壁面周長は、長く
なっている。Further, as shown in FIG. 1, each jet hole is oriented vertically so that the center of the jet flow from the jet hole collides with the cavity wall surface from the top surface of the piston at substantially the same depth level position. It is set. As a result, each of the four injection holes is divided into four equal parts of the space area in the cavity 2. The tip 3a of the nozzle 3 is the center axis of the cavity.
Since it is offset from 2a, the perimeters l s1 , l s2 , l s3 , l s4 of the cavity walls belonging to each region S 1 , S 2 , S 3 , S 4 are different and l s1 > l s2 , l s3 > L s4 . That is, the cavity wall peripheral length is longer in the region closer to the nozzle tip portion 3a.
本例においては、第３図に示すように、長い周長ls1
を有する領域S1を受け持つ噴孔4s1の径は短い周長ls4を
有する領域S4を受け持つ噴孔4s4の径よりも大きく形成
されている。また、領域S2,S3を受け持つ噴孔（図示せ
ず）の径は噴孔4s1の径よりも小さく、噴孔4s4よりも大
きくなっている。すなわち、ノズル３から遠いキャビテ
ィ壁面を有する領域に対応する噴孔ほど有効断面積が小
さくなるように形成されており、この場合各噴孔の有効
断面積の比と、対応するキャビティ内領域の壁面周長と
の比が等しくなるようにされている。In this example, as shown in FIG. 3, the long circumference l s1
The diameter of the injection hole 4 s1 which covers the region S 1 having the area S 1 is larger than the diameter of the injection hole 4 s 4 which covers the region S 4 having the short circumference l s 4 . Further, the diameter of the injection hole (not shown) which is responsible for the regions S 2 and S 3 is smaller than the diameter of the injection hole 4 s1 and larger than that of the injection hole 4 s4 . That is, the injection hole is formed such that the effective area becomes smaller as it corresponds to a region having a cavity wall surface farther from the nozzle 3, and in this case, the ratio of the effective area of each injection hole to the wall surface of the corresponding cavity inner region. The ratio with the circumference is made equal.
各噴孔から噴射される燃料は、大半は、噴射されて壁
面に到達する前に、キャビティ内の高温吸気と接触して
気化するが、一部は、気化することなく、キャビティ壁
面に衝突して付着する。本例では、キャビティ壁面とノ
ズル先端との距離が大きい領域S4を受け持つ噴孔4s4の
有効断面積は比較的小さく形成されているので、噴射さ
れる燃料量も少なくなり、従って、壁面付着量が全体と
して減少する。この結果、この領域に属するキャビティ
壁面積は、小さくても、単位キャビティ壁面積当たりの
付着量を減少させることができる。一方、ノズル先端と
キャビティ壁面との距離が大きい領域S1に対応する噴孔
4s1は、相対的に有効断面積が大きく形成されているの
で、燃料噴射量も他に比べて多くなり、従ってキャビテ
ィ壁面への燃料付着量も壁面への距離が近いことと、あ
いまって全体として多くなる。しかし、該領域S1は、全
長ls1が他の領域よりも長く、従って、対応するキャビ
ティ壁面面積も大きいので、付着燃料は分散され、単位
キャビティ壁面面積当たりの燃料付着量は、比較的少な
くなる。Most of the fuel injected from each injection hole comes into contact with the hot intake air in the cavity and vaporizes before it reaches the wall surface, but some of the fuel collides with the cavity wall surface without vaporization. To adhere. In this example, the effective cross-sectional area of the injection hole 4s 4 in charge of the area S 4 a larger distance between the cavity wall and the nozzle tip is relatively small form, the fuel amount decreases to be injected, thus, wall deposit The amount is reduced as a whole. As a result, even if the cavity wall area belonging to this region is small, the amount of adhesion per unit cavity wall area can be reduced. On the other hand, the injection hole corresponding to the area S 1 where the distance between the nozzle tip and the cavity wall surface is large
Since 4 s1 has a relatively large effective area, the fuel injection amount is larger than the others, so the amount of fuel adhered to the cavity wall surface is close to the wall surface. As will increase. However, since the total length ls 1 of the region S 1 is longer than the other regions, and therefore the corresponding cavity wall surface area is also large, the deposited fuel is dispersed and the fuel deposition amount per unit cavity wall surface area is relatively small. Become.
（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、１つの燃料噴射ノズ
ルに設けられた複数の噴孔の有効断面積は、受け持つ噴
射領域のキャビティ壁面周長が長くなる程大きくなるよ
うに形成されている。従って、キャビティ壁面への燃料
付着量は、全キャビティ壁面を通じて、付着量の多いと
ころがなくなって、ほぼ均一化される。従って、着火遅
れ等の燃焼性の問題を解決することができるとともに、
キャビティ壁面の劣化も抑制することができる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the effective cross-sectional areas of the plurality of injection holes provided in one fuel injection nozzle become larger as the cavity wall surface circumferential length of the injection region that takes charge increases. Is formed in. Therefore, the amount of fuel adhering to the wall surface of the cavity is almost uniform throughout the entire wall surface of the cavity, with no portion having a large amount of adhering. Therefore, it is possible to solve the problem of flammability such as ignition delay,
It is also possible to suppress deterioration of the cavity wall surface.
第１図は、本発明に従う直噴式エンジンの要部断面図、
第２図は、本発明１実施例に係るキャビティを有するピ
ストンの頂部平面図、第３図は、本発明に従う燃料噴射
ノズルの先端部の拡大断面図である。 １……ピストン、２……キャビティ、 ３……燃料噴射ノズル、 4s1,4s2……噴孔。FIG. 1 is a sectional view of a main part of a direct injection engine according to the present invention,
2 is a top plan view of a piston having a cavity according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a tip end portion of a fuel injection nozzle according to the present invention. 1 ... Piston, 2 ... Cavity, 3 ... Fuel injection nozzle, 4 s1 , 4 s2 ... Injection hole.
Claims (1)
トンと、複数の噴孔を先端部に有する燃料噴射ノズルと
を備え、該燃料噴射ノズルの先端が前記キャビティの中
心からオフセットされているとともに、前記各噴孔は、
該噴孔からの噴射燃料の中心線とキャビティ壁面との各
々の交点がピストン頂面からほぼ同じ深さレベルになる
ように形成され、かつキャビティ壁面における該交点と
交点のほぼ中間点とノズル先端の中心点とを結ぶ線によ
って囲まれる部分の面積が各々等しくなるように配置さ
れた直噴式エンジンであって、各噴孔が受け持つキャビ
ティ壁面における前記中間点から隣りの中間点までの周
長の比と、噴孔の有効断面積の比とが等しくなるように
構成されたことを特徴とする直噴式エンジン。1. A piston having a circular cavity formed at the top and a fuel injection nozzle having a plurality of injection holes at its tip, the tip of the fuel injection nozzle being offset from the center of the cavity. , The injection holes are
The intersection of the center line of the fuel injected from the injection hole and the wall surface of the cavity is formed so as to be at substantially the same depth level from the top surface of the piston, and the intersection of the wall surface of the cavity and the intermediate point between the intersection and the tip of the nozzle. A direct injection engine arranged so that the areas surrounded by the line connecting the center points of the two are the same, and the peripheral length from the midpoint to the next midpoint on the cavity wall faced by each injection hole is A direct injection engine, characterized in that the ratio and the ratio of the effective cross-sectional area of the injection hole are equal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050208A JPH086593B2 (en) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | Direct injection engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050208A JPH086593B2 (en) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | Direct injection engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61207817A JPS61207817A (en) | 1986-09-16 |
| JPH086593B2 true JPH086593B2 (en) | 1996-01-24 |
Family
ID=12852682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60050208A Expired - Lifetime JPH086593B2 (en) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | Direct injection engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086593B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4602292B2 (en) * | 2006-08-02 | 2010-12-22 | 本田技研工業株式会社 | Direct fuel injection diesel engine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52162302U (en) * | 1976-06-04 | 1977-12-09 | ||
| JPS58193013U (en) * | 1982-06-21 | 1983-12-22 | 日産自動車株式会社 | direct injection diesel engine |
-
1985
- 1985-03-12 JP JP60050208A patent/JPH086593B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61207817A (en) | 1986-09-16 |
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