JP2000008898A - ディーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法 - Google Patents
ディーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方
法に関し、早期噴射された燃料自着火するのを防止し、
確実な燃焼を行なわせしめる。 【解決手段】 工程（Ａ）においてピストン２が−１８
０°（下死点）から上昇を始めた時にメイン燃料ノズル
５から燃料の９５％を噴射し、空気１０との予混合気を
形成する。工程（Ｂ）でピストン２が−９０°の位置ま
で上昇した時点で水噴射弁６より水を所定期間噴射し、
予混合気を冷却すると共に混合気を攪拌し、自着火しよ
うとする核の成長を防止し、自着火が防止される。工程
（Ｃ）でピストン２が０°（上死点）まで上昇し、予混
合気を圧縮した状態で点火用燃料弁７より残りの５％の
燃料を噴射し、安定着火源を形成し、着火し、希薄予混
合燃焼１３を行う。工程（Ｄ）では予混合燃焼のためス
モークが発生しない。
法に関し、早期噴射された燃料自着火するのを防止し、
確実な燃焼を行なわせしめる。 【解決手段】 工程（Ａ）においてピストン２が−１８
０°（下死点）から上昇を始めた時にメイン燃料ノズル
５から燃料の９５％を噴射し、空気１０との予混合気を
形成する。工程（Ｂ）でピストン２が−９０°の位置ま
で上昇した時点で水噴射弁６より水を所定期間噴射し、
予混合気を冷却すると共に混合気を攪拌し、自着火しよ
うとする核の成長を防止し、自着火が防止される。工程
（Ｃ）でピストン２が０°（上死点）まで上昇し、予混
合気を圧縮した状態で点火用燃料弁７より残りの５％の
燃料を噴射し、安定着火源を形成し、着火し、希薄予混
合燃焼１３を行う。工程（Ｄ）では予混合燃焼のためス
モークが発生しない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
の予混合強制点火燃焼方法に関し、自着火による予混合
燃料の非制御燃焼を防止し、希薄予混合気の確実な燃焼
を行うようにしたものである。
の予混合強制点火燃焼方法に関し、自着火による予混合
燃料の非制御燃焼を防止し、希薄予混合気の確実な燃焼
を行うようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来のディーゼルエンジンのピス
トンの作動を示す図であり、図において（ｅ）はピスト
ンの位置を示す図であり、クランクの回転角を示し、各
回転角でのピストンの位置での工程をそれぞれ（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ）で示している。（ａ）ではピス
トン２が−１８０°（下死点）から除々に上昇し始め、
シリンダ１内で空気３０ａを圧縮し始める。（ｂ）では
ピストン２が除々に上昇して空気を３０ｂのように圧縮
し、９０°の位置まできた状態、（ｃ）は０°の上死点
まで圧縮し、この時点でメイン燃料弁５から燃料３１ａ
を全量噴射し、拡散燃焼３１ｂが行なわれる状態を示
し、（ｄ）は９０°の位置まで移動し、ピストンを押し
下げ、クランクを回転させた状態を示し、この状態では
混合気濃度、ガス温度に不均一の領域が生じ、燃焼後期
の空気量が不足となりこの領域でスモーク３２が発生す
る。
トンの作動を示す図であり、図において（ｅ）はピスト
ンの位置を示す図であり、クランクの回転角を示し、各
回転角でのピストンの位置での工程をそれぞれ（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ）で示している。（ａ）ではピス
トン２が−１８０°（下死点）から除々に上昇し始め、
シリンダ１内で空気３０ａを圧縮し始める。（ｂ）では
ピストン２が除々に上昇して空気を３０ｂのように圧縮
し、９０°の位置まできた状態、（ｃ）は０°の上死点
まで圧縮し、この時点でメイン燃料弁５から燃料３１ａ
を全量噴射し、拡散燃焼３１ｂが行なわれる状態を示
し、（ｄ）は９０°の位置まで移動し、ピストンを押し
下げ、クランクを回転させた状態を示し、この状態では
混合気濃度、ガス温度に不均一の領域が生じ、燃焼後期
の空気量が不足となりこの領域でスモーク３２が発生す
る。
【０００３】図７は上記のスモーク３２の発生する状態
を説明する図であり、メイン燃料弁５から噴射された燃
料３１ａの周囲には火炎４０が生じ、領域４３内は燃料
の過薄化、低温化の状態が生じ、その結果、ＮＯX 発生
領域４１、スモーク発生領域４２が生ずる。
を説明する図であり、メイン燃料弁５から噴射された燃
料３１ａの周囲には火炎４０が生じ、領域４３内は燃料
の過薄化、低温化の状態が生じ、その結果、ＮＯX 発生
領域４１、スモーク発生領域４２が生ずる。
【０００４】上記のようなスモークの発生やＮＯX 量を
低減するために空気と燃料とを予め混合した予混合燃料
を用いて予混合燃焼させる方式が実現しているが、この
ような予混合燃焼方式では、拡散燃焼が起る前に予混合
燃料の自着火が発生し、燃焼のタイミングの制御が不能
となってしまい、このような自着火を防止し、確実な燃
焼を行わせ、かつ、（ｄ）で示すようにスモーク２２が
発生し、ＮＯX の発生量が増加するが、これを防止する
ことが望まれている。
低減するために空気と燃料とを予め混合した予混合燃料
を用いて予混合燃焼させる方式が実現しているが、この
ような予混合燃焼方式では、拡散燃焼が起る前に予混合
燃料の自着火が発生し、燃焼のタイミングの制御が不能
となってしまい、このような自着火を防止し、確実な燃
焼を行わせ、かつ、（ｄ）で示すようにスモーク２２が
発生し、ＮＯX の発生量が増加するが、これを防止する
ことが望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
ディーゼルエンジンにおいては混合気の濃度やガス温度
の不均一が発生し、スモークの発生やＮＯX 量が増大す
るが、この対策として予混合燃焼方式が採用されてい
る。しかし、この予混合燃焼方式においては自着火が発
生し、燃焼速度のコントロールができず、希薄予混合気
を確実に燃焼させる制御ができず、燃料を定着火させ、
燃焼を安定して行わせることが望まれていた。
ディーゼルエンジンにおいては混合気の濃度やガス温度
の不均一が発生し、スモークの発生やＮＯX 量が増大す
るが、この対策として予混合燃焼方式が採用されてい
る。しかし、この予混合燃焼方式においては自着火が発
生し、燃焼速度のコントロールができず、希薄予混合気
を確実に燃焼させる制御ができず、燃料を定着火させ、
燃焼を安定して行わせることが望まれていた。
【０００６】そこで本発明では、燃料を希薄予混合方式
とし、燃料の噴射のタイミングに工夫をし、更に水を適
度に噴射して混合することにより、自着火を防止し、予
混合化を促進して確実な燃焼を行わせることのできるデ
ィーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法を提供する
ことを課題としてなされたものである。
とし、燃料の噴射のタイミングに工夫をし、更に水を適
度に噴射して混合することにより、自着火を防止し、予
混合化を促進して確実な燃焼を行わせることのできるデ
ィーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法を提供する
ことを課題としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の（１）乃至（５）の方法を提供する。
決するために次の（１）乃至（５）の方法を提供する。
【０００８】（１）筒内に投入すべき燃料の一部を吸入
工程から圧縮工程にかけて筒内に噴射して空気と混合さ
せて希薄予混合気を形成させ、残りの燃料を着火時期に
前記筒内に点火用燃料として噴射することにより同残り
の燃料の拡散燃焼及び前記希薄予混合気の予混合燃焼を
行なわせることを特徴とするディーゼルエンジンの予混
合強制点火燃焼方法。
工程から圧縮工程にかけて筒内に噴射して空気と混合さ
せて希薄予混合気を形成させ、残りの燃料を着火時期に
前記筒内に点火用燃料として噴射することにより同残り
の燃料の拡散燃焼及び前記希薄予混合気の予混合燃焼を
行なわせることを特徴とするディーゼルエンジンの予混
合強制点火燃焼方法。
【０００９】（２）上記（１）において、前記希薄予混
合気を形成するための燃料の投入後着火するまでの圧縮
工程の間に筒内に所定量の水を噴射することを特徴とす
るディーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法。
合気を形成するための燃料の投入後着火するまでの圧縮
工程の間に筒内に所定量の水を噴射することを特徴とす
るディーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法。
【００１０】（３）上記（２）において、前記水の噴射
は水噴射弁から噴射することを特徴とするディーゼルエ
ンジンの予混合強制点火燃焼方法。
は水噴射弁から噴射することを特徴とするディーゼルエ
ンジンの予混合強制点火燃焼方法。
【００１１】（４）上記（１）において、前記希薄予混
合気を形成するための燃料投入時に筒内に所定量の水を
噴射することを特徴とする請求項１記載のディーゼルエ
ンジンの予混合強制点火燃焼方法。
合気を形成するための燃料投入時に筒内に所定量の水を
噴射することを特徴とする請求項１記載のディーゼルエ
ンジンの予混合強制点火燃焼方法。
【００１２】（５）上記（４）において、前記水の噴射
は、燃料と水とを層状として噴射するか、燃料と水とを
各々独立に噴射するか、又は燃料と水とをエマルジョン
状態として噴射する方式のいずれかであることを特徴と
するディーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法。
は、燃料と水とを層状として噴射するか、燃料と水とを
各々独立に噴射するか、又は燃料と水とをエマルジョン
状態として噴射する方式のいずれかであることを特徴と
するディーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法。
【００１３】本発明の（１）においては、早期に筒内に
燃料を投入して希薄予混合気を形成させ、着火時期に残
りの燃料が点火用燃料として投入され、着火される。従
って希薄予混合気が形成され、空気過剰率が大きくなっ
て燃料が均一な濃度となり、ガス温度も均一となり、Ｎ
ＯX の生成する領域やスモークが発生する領域がなくな
り、均一な燃焼がなされる。
燃料を投入して希薄予混合気を形成させ、着火時期に残
りの燃料が点火用燃料として投入され、着火される。従
って希薄予混合気が形成され、空気過剰率が大きくなっ
て燃料が均一な濃度となり、ガス温度も均一となり、Ｎ
ＯX の生成する領域やスモークが発生する領域がなくな
り、均一な燃焼がなされる。
【００１４】又、本発明の（２）では希薄予混合気を形
成する過程において水が噴射され、又本発明の（４）に
おいては希薄予混合気を形成するために燃料を噴射する
時点に水を噴射するので、希薄予混合気形成時に着火核
が成長するのを水の冷却で防止すると共に、水の噴射に
よる着火核の攪拌によってその成長を防止し、着火時点
の前で自着火するのが防止される。
成する過程において水が噴射され、又本発明の（４）に
おいては希薄予混合気を形成するために燃料を噴射する
時点に水を噴射するので、希薄予混合気形成時に着火核
が成長するのを水の冷却で防止すると共に、水の噴射に
よる着火核の攪拌によってその成長を防止し、着火時点
の前で自着火するのが防止される。
【００１５】又、本発明の（３）では水の噴射が水噴射
弁より行なわれるので水噴射系統が簡単な系となり、又
（５）では水と燃料とを層状にしたり、水と燃料を別々
の系統で独立で同時に噴射したり、あるいは水と燃料を
エマルジョンとして噴射するので水と燃料を均一に混合
して着火核の成長を効果的に防止することができる。
弁より行なわれるので水噴射系統が簡単な系となり、又
（５）では水と燃料とを層状にしたり、水と燃料を別々
の系統で独立で同時に噴射したり、あるいは水と燃料を
エマルジョンとして噴射するので水と燃料を均一に混合
して着火核の成長を効果的に防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係るディーゼルエンジンの予混合強制点
火燃焼方法の作動説明図であり、（Ｅ）は従来例と同じ
くピストンの位置を示し、（Ａ）〜（Ｄ）はピストンの
各工程を示す図である。（Ａ）はピストン２が１８０°
（下死点）から除々に上昇し、空気１０を圧縮し始めた
時点であり、この工程においてメイン燃料弁５からはシ
リンダ１内に９５％の燃料１１ａを噴射し、空気１０と
の混合を促進する。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係るディーゼルエンジンの予混合強制点
火燃焼方法の作動説明図であり、（Ｅ）は従来例と同じ
くピストンの位置を示し、（Ａ）〜（Ｄ）はピストンの
各工程を示す図である。（Ａ）はピストン２が１８０°
（下死点）から除々に上昇し、空気１０を圧縮し始めた
時点であり、この工程においてメイン燃料弁５からはシ
リンダ１内に９５％の燃料１１ａを噴射し、空気１０と
の混合を促進する。
【００１７】（Ｂ）はピストン２が−９０°の位置にま
で上昇し、燃料と空気の予混合気を圧縮し、この時点に
水噴射弁６から水を図２で後述するように所定の時間噴
射する状態を示している。この工程（Ｂ）では、予混合
気が自着火しやすい期間であり、水を噴射し、水の有す
る熱容量で冷却し、又、水の噴射による運動量により着
火核を攪拌し、着火核が成長して自着火するのを防止し
ている。なお、水噴射弁６は図示省略しているがメイン
燃料弁５と点火用燃料弁７との干渉しない位置に設けら
れる。
で上昇し、燃料と空気の予混合気を圧縮し、この時点に
水噴射弁６から水を図２で後述するように所定の時間噴
射する状態を示している。この工程（Ｂ）では、予混合
気が自着火しやすい期間であり、水を噴射し、水の有す
る熱容量で冷却し、又、水の噴射による運動量により着
火核を攪拌し、着火核が成長して自着火するのを防止し
ている。なお、水噴射弁６は図示省略しているがメイン
燃料弁５と点火用燃料弁７との干渉しない位置に設けら
れる。
【００１８】（Ｃ）では、（Ｂ）で自着火が防止された
予混合気がピストン２により圧縮され、ピストン２が０
°（上死点）まで上昇した時点を示し、この時点には点
火用燃料弁７より残りの５％の燃料が噴射され、安定着
火源が形成される。これにより予混合気に着火し、希薄
予混合燃焼１３がなされる。なお、点火用燃料弁７の位
置は図示省略するが、メイン燃料弁５と対向した位置に
設けられる。
予混合気がピストン２により圧縮され、ピストン２が０
°（上死点）まで上昇した時点を示し、この時点には点
火用燃料弁７より残りの５％の燃料が噴射され、安定着
火源が形成される。これにより予混合気に着火し、希薄
予混合燃焼１３がなされる。なお、点火用燃料弁７の位
置は図示省略するが、メイン燃料弁５と対向した位置に
設けられる。
【００１９】（Ｄ）では、ピストン１が希薄予混合燃焼
１３により押し下げられて９０°の位置となった状態を
示し、予混合燃焼が完全なタイミングでなされるので従
来のようなスモークが発生せず、又ＮＯX の発生も低減
する。
１３により押し下げられて９０°の位置となった状態を
示し、予混合燃焼が完全なタイミングでなされるので従
来のようなスモークが発生せず、又ＮＯX の発生も低減
する。
【００２０】図２は水噴射のタイミングを示す図であ
り、上記の図１で説明した実施の第１形態における水噴
射のタイミングである。工程（Ｂ）において、水は−９
０°から０°の範囲において水噴射ノズル６から噴射さ
れるが、好ましくは霧状にして吹き出し、燃料、空気と
の混合を良好にするように噴射させる。このような期間
に水を噴射することにより、着火核が成長しないように
冷却し、又、水の噴射による運動量により着火核を攪拌
により成長しないようにするものである。これにより自
着火が防止され、工程（Ｃ）による点火用燃料弁７から
の燃料で着火がなされる。
り、上記の図１で説明した実施の第１形態における水噴
射のタイミングである。工程（Ｂ）において、水は−９
０°から０°の範囲において水噴射ノズル６から噴射さ
れるが、好ましくは霧状にして吹き出し、燃料、空気と
の混合を良好にするように噴射させる。このような期間
に水を噴射することにより、着火核が成長しないように
冷却し、又、水の噴射による運動量により着火核を攪拌
により成長しないようにするものである。これにより自
着火が防止され、工程（Ｃ）による点火用燃料弁７から
の燃料で着火がなされる。
【００２１】図３は本発明の実施の第２形態に係るディ
ーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法の水噴射のタ
イミングを示す図であり、水の噴射は図１に示す工程
（Ｂ）においてなされる。水の噴射の時点はピストンの
位置で−１５０°〜１２０°の範囲でなされ、（ａ）は
主燃料ノズルから層状に噴射される例である。即ち、図
示のように、燃料１５ａ、水１６、燃料１５ｂのように
層を形成し、噴射される。
ーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法の水噴射のタ
イミングを示す図であり、水の噴射は図１に示す工程
（Ｂ）においてなされる。水の噴射の時点はピストンの
位置で−１５０°〜１２０°の範囲でなされ、（ａ）は
主燃料ノズルから層状に噴射される例である。即ち、図
示のように、燃料１５ａ、水１６、燃料１５ｂのように
層を形成し、噴射される。
【００２２】図３（ｂ）は実施の第２形態において、燃
料と水とをそれぞれ２系統から独立に同じ−１５０°〜
１２０°の範囲のタイミングで噴射する例であり、この
場合には燃料はメイン燃料弁５から、水は水噴射弁６か
らそれぞれ噴射される。
料と水とをそれぞれ２系統から独立に同じ−１５０°〜
１２０°の範囲のタイミングで噴射する例であり、この
場合には燃料はメイン燃料弁５から、水は水噴射弁６か
らそれぞれ噴射される。
【００２３】図３（Ｃ）は同じく実施の第２形態におい
て、燃料と水とを予め混合しておき、エマルジョン燃料
１９として噴射するものであり、このエマルジョン燃料
１９は同じく−１５０°〜−１２０°の範囲においてメ
イン燃料弁５より噴射されるものである。
て、燃料と水とを予め混合しておき、エマルジョン燃料
１９として噴射するものであり、このエマルジョン燃料
１９は同じく−１５０°〜−１２０°の範囲においてメ
イン燃料弁５より噴射されるものである。
【００２４】上記に説明の水の量としては、第１，第２
実施の形態のいずれにおいても水の最大値としては燃料
／水＝１／１、あるいは少い例では７／３程度とし、燃
料の量は変化せず水の分だけシリンダ１内への流入量が
増すものである。
実施の形態のいずれにおいても水の最大値としては燃料
／水＝１／１、あるいは少い例では７／３程度とし、燃
料の量は変化せず水の分だけシリンダ１内への流入量が
増すものである。
【００２５】図４は上記に説明の実施の第２形態におけ
るメイン燃料弁の一例を示す概念図であり、メイン燃料
弁１個で図３に示すような燃料と水とを層状状態として
噴射させるものである。図４（ａ）において、２０はメ
イン燃料弁であり、複数の噴射ノズル２１を有し、配管
２２、燃料系配管２５を通って燃料ポンプ２６に接続さ
れている。燃料系配管２６の途中には水供給源２３から
開閉弁２７を介して水供給配管２４が接続されている。
従って配管２２には燃料と水を層状に流入させることが
できる。
るメイン燃料弁の一例を示す概念図であり、メイン燃料
弁１個で図３に示すような燃料と水とを層状状態として
噴射させるものである。図４（ａ）において、２０はメ
イン燃料弁であり、複数の噴射ノズル２１を有し、配管
２２、燃料系配管２５を通って燃料ポンプ２６に接続さ
れている。燃料系配管２６の途中には水供給源２３から
開閉弁２７を介して水供給配管２４が接続されている。
従って配管２２には燃料と水を層状に流入させることが
できる。
【００２６】図４（ｂ）は、配管２２の内部を示してお
り、配管２２内には開閉弁２７を操作することにより燃
料１５ａの途中に水１６を挿入し、燃料１５ａ、水１
６、燃料１５ｂのような層状の流れを形成させることが
でき、このように配管２２内に形成された層状噴射流体
をノズル２１から噴射させるものである。
り、配管２２内には開閉弁２７を操作することにより燃
料１５ａの途中に水１６を挿入し、燃料１５ａ、水１
６、燃料１５ｂのような層状の流れを形成させることが
でき、このように配管２２内に形成された層状噴射流体
をノズル２１から噴射させるものである。
【００２７】図５は従来のディーゼルエンジンにおける
拡散燃焼（Ｙ）と、希薄予混合燃焼（Ｘ）とのＮＯX 量
の低減を示した図であり、希薄予混合燃焼（Ｘ）におい
ては空気量が希薄になり、燃料が９５％になるとＮＯX
量は急激に低減し、又、逆に燃料が少く空気量が多い場
合にもＮＯX 量が低減している。従って、本発明の実施
の第１，第２形態のように初期に９５％の燃料を噴射
し、希薄予混合気を形成するとＮＯX 量が従来よりも大
幅に低減することになる。
拡散燃焼（Ｙ）と、希薄予混合燃焼（Ｘ）とのＮＯX 量
の低減を示した図であり、希薄予混合燃焼（Ｘ）におい
ては空気量が希薄になり、燃料が９５％になるとＮＯX
量は急激に低減し、又、逆に燃料が少く空気量が多い場
合にもＮＯX 量が低減している。従って、本発明の実施
の第１，第２形態のように初期に９５％の燃料を噴射
し、希薄予混合気を形成するとＮＯX 量が従来よりも大
幅に低減することになる。
【００２８】以上説明の実施の第１形態においては、ピ
ストン２の工程（Ａ）において燃料の９５％をメイン燃
料弁５より噴射し、その後工程（Ｂ）において水噴射弁
６より水を噴射し、工程（Ｃ）においてパイロット燃料
弁７より残りの５％の燃料を噴射するようにし、又、実
施の第２形態においては、工程（Ａ）において９５％の
燃料と共に水を噴射し、その後工程（Ｃ）において、残
りの５％の燃料をパイロット燃料弁７から噴射するよう
にしたので、水の噴射により自着火が防止され、予混合
が促進され、不均一な燃焼によるスモークの発生も防止
される。なお、メイン燃料と点火用燃料の比率は、９５
％と５％に限定されるものではなく、９０％と１０％或
いは８５％と１５％であってもよい。
ストン２の工程（Ａ）において燃料の９５％をメイン燃
料弁５より噴射し、その後工程（Ｂ）において水噴射弁
６より水を噴射し、工程（Ｃ）においてパイロット燃料
弁７より残りの５％の燃料を噴射するようにし、又、実
施の第２形態においては、工程（Ａ）において９５％の
燃料と共に水を噴射し、その後工程（Ｃ）において、残
りの５％の燃料をパイロット燃料弁７から噴射するよう
にしたので、水の噴射により自着火が防止され、予混合
が促進され、不均一な燃焼によるスモークの発生も防止
される。なお、メイン燃料と点火用燃料の比率は、９５
％と５％に限定されるものではなく、９０％と１０％或
いは８５％と１５％であってもよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明のディーゼルエンジンの予混合強
制点火燃焼方法は、（１）筒内に投入すべき燃料の一部
を吸入工程から圧縮工程にかけて筒内に噴射して空気と
混合させて希薄予混合気を形成させ、残りの燃料を着火
時期に前記筒内に点火用燃料として噴射することにより
同残りの燃料の拡散燃焼及び前記希薄予混合気の予混合
燃焼を行なわせることを特徴としている。このような方
法により、希薄予混合気が形成され、空気過剰率が大き
くなって燃料が均一な濃度となり、ガス温度も均一とな
り、ＮＯX の生成する領域やスモークが発生する領域が
なくなり、均一な燃焼がなされる。
制点火燃焼方法は、（１）筒内に投入すべき燃料の一部
を吸入工程から圧縮工程にかけて筒内に噴射して空気と
混合させて希薄予混合気を形成させ、残りの燃料を着火
時期に前記筒内に点火用燃料として噴射することにより
同残りの燃料の拡散燃焼及び前記希薄予混合気の予混合
燃焼を行なわせることを特徴としている。このような方
法により、希薄予混合気が形成され、空気過剰率が大き
くなって燃料が均一な濃度となり、ガス温度も均一とな
り、ＮＯX の生成する領域やスモークが発生する領域が
なくなり、均一な燃焼がなされる。
【００３０】本発明の（２）は上記（１）において、前
記希薄予混合気を形成するための燃料の投入後着火する
までの圧縮工程の間に筒内に所定量の水を噴射すること
を特徴とし、又、本発明の（４）は上記（１）におい
て、前記水の噴射は、前記希薄予混合気を形成するため
の燃料投入時に筒内に所定量の水を噴射することを特徴
としている。このような方法により、希薄予混合気形成
時に着火核が成長するのを水の冷却で防止すると共に、
水の噴射による着火核の攪拌によって防止し、着火時点
の前で自着火するのが防止される。
記希薄予混合気を形成するための燃料の投入後着火する
までの圧縮工程の間に筒内に所定量の水を噴射すること
を特徴とし、又、本発明の（４）は上記（１）におい
て、前記水の噴射は、前記希薄予混合気を形成するため
の燃料投入時に筒内に所定量の水を噴射することを特徴
としている。このような方法により、希薄予混合気形成
時に着火核が成長するのを水の冷却で防止すると共に、
水の噴射による着火核の攪拌によって防止し、着火時点
の前で自着火するのが防止される。
【００３１】又、本発明の（３）は、上記（２）におい
て、前記水の噴射は水噴射弁から噴射することを特徴と
し、又、本発明の（５）では上記（４）において、前記
水の噴射は、燃料と水とを層状として噴射するか、燃料
と水とを各々独立に噴射するか、又は燃料と水とをエマ
ルジョン状態として噴射する方式のいずれかであること
を特徴としている。このような方法により、水と燃料を
均一に混合して着火核の成長を効果的に防止することが
できる。
て、前記水の噴射は水噴射弁から噴射することを特徴と
し、又、本発明の（５）では上記（４）において、前記
水の噴射は、燃料と水とを層状として噴射するか、燃料
と水とを各々独立に噴射するか、又は燃料と水とをエマ
ルジョン状態として噴射する方式のいずれかであること
を特徴としている。このような方法により、水と燃料を
均一に混合して着火核の成長を効果的に防止することが
できる。
【図１】本発明の実施の第１形態に係るディーゼルエン
ジンの予混合強制点火燃焼方法の作用の説明図であり
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）はピストンの各工程を
示し、（Ｅ）はクランク回転角とピストンの位置を示す
図である。
ジンの予混合強制点火燃焼方法の作用の説明図であり
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）はピストンの各工程を
示し、（Ｅ）はクランク回転角とピストンの位置を示す
図である。
【図２】本発明の実施の第１形態に係る水噴射のタイミ
ングを示す図である。
ングを示す図である。
【図３】本発明の実施の第２形態に係るディーゼルエン
ジンの予混合強制点火燃焼方法における水噴射のタイミ
ングを示す図で、（ａ）は水と燃料とが層状である場
合、（ｂ）は水と燃料をそれぞれ独立に噴射する場合、
（ｃ）は水と燃料がエマルジョン状態の場合をそれぞれ
示す。
ジンの予混合強制点火燃焼方法における水噴射のタイミ
ングを示す図で、（ａ）は水と燃料とが層状である場
合、（ｂ）は水と燃料をそれぞれ独立に噴射する場合、
（ｃ）は水と燃料がエマルジョン状態の場合をそれぞれ
示す。
【図４】本発明の実施の第２形態に係るディーゼルエン
ジンの予混合強制点火燃焼方法に適用されるメイン燃料
弁の構成を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は配管内の燃
料を示す図である。
ジンの予混合強制点火燃焼方法に適用されるメイン燃料
弁の構成を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は配管内の燃
料を示す図である。
【図５】本発明の効果を示す図で、希薄予混合の空気量
とＮＯX 低減との関係を示す図である。
とＮＯX 低減との関係を示す図である。
【図６】従来のディーゼルエンジンの作用の説明図で、
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はピストンの各工程
を、（ｅ）はクランクの回転角とピストンの位置を示す
図である。
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はピストンの各工程
を、（ｅ）はクランクの回転角とピストンの位置を示す
図である。
【図７】従来のディーゼルエンジンのメイン燃料弁での
拡散燃料を示す図である。
拡散燃料を示す図である。
１ シリンダ ２ ピストン ３ ピストンロッド ５，２０ メイン燃料弁 ６ 水噴射弁 ７ 点火用燃料弁 １０ 空気 １１ａ，１１ｂ，１５ａ，１５ｂ，１７ 燃料 １２ 予混合気 １３ 希薄予混合燃焼 １４ スモーク １６，１８ 水 １１ａ，３１ａ 燃料 ２１ 噴射ノズル ２２ 配管 ２３ 水供給源 ２４ 水供給配管 ２５ 燃料系配管 ２５ 燃料ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高石 龍夫 長崎市深堀町五丁目717番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 園田 圭介 長崎市深堀町五丁目717番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 稲永 紀康 長崎市深堀町五丁目717番地１ 長菱エン ジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AB08 AD08 BA14 BA24 BA25 DA04 DA09 3G092 AA02 AA09 AB15 AB17 BA08 BB13 BB20 DE02S DE03S FA17 FA18
Claims (5)
- 【請求項１】 筒内に投入すべき燃料の一部を吸入工程
から圧縮工程にかけて筒内に噴射して空気と混合させて
希薄予混合気を形成させ、残りの燃料を着火時期に前記
筒内に点火用燃料として噴射することにより同残りの燃
料の拡散燃焼及び前記希薄予混合気の予混合燃焼を行な
わせることを特徴とするディーゼルエンジンの予混合強
制点火燃焼方法。 - 【請求項２】 前記希薄予混合気を形成するための燃料
の投入後着火するまでの圧縮工程の間に筒内に所定量の
水を噴射することを特徴とする請求項１記載のディーゼ
ルエンジンの予混合強制点火燃焼方法。 - 【請求項３】 前記水の噴射は水噴射弁から噴射するこ
とを特徴とする請求項２記載のディーゼルエンジンの予
混合強制点火燃焼方法。 - 【請求項４】 前記希薄予混合気を形成するための燃料
投入時に筒内に所定量の水を噴射することを特徴とする
請求項１記載のディーゼルエンジンの予混合強制点火燃
焼方法。 - 【請求項５】 前記水の噴射は、燃料と水とを層状とし
て噴射するか、燃料と水とを各々独立に噴射するか、又
は燃料と水とをエマルジョン状態として噴射する方式の
いずれかであることを特徴とする請求項４記載のディー
ゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10173299A JP2000008898A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | ディーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10173299A JP2000008898A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | ディーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000008898A true JP2000008898A (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=15957879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10173299A Withdrawn JP2000008898A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | ディーゼルエンジンの予混合強制点火燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000008898A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002081882A1 (en) * | 2001-04-06 | 2002-10-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method of operating internal combustion engine injected with critical water |
| JP2002327633A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-11-15 | Clean Air Partners Inc | 最大導点火強度を有する気体燃料圧縮点火エンジン及びパイロット燃料注入方法 |
| JP2004500514A (ja) * | 2000-02-11 | 2004-01-08 | ウエストポート リサーチ インク． | 内燃機関へ気体燃料を導入して燃焼を制御する方法および装置 |
| US9726076B2 (en) | 2011-04-11 | 2017-08-08 | Nostrum Energy Pte, Ltd. | Internally cooled high compression lean-burning internal combustion engine |
| CN108291493A (zh) * | 2016-01-29 | 2018-07-17 | 日立汽车系统株式会社 | 燃料喷射阀的控制装置 |
-
1998
- 1998-06-19 JP JP10173299A patent/JP2000008898A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004500514A (ja) * | 2000-02-11 | 2004-01-08 | ウエストポート リサーチ インク． | 内燃機関へ気体燃料を導入して燃焼を制御する方法および装置 |
| JP2002327633A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-11-15 | Clean Air Partners Inc | 最大導点火強度を有する気体燃料圧縮点火エンジン及びパイロット燃料注入方法 |
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| US9726076B2 (en) | 2011-04-11 | 2017-08-08 | Nostrum Energy Pte, Ltd. | Internally cooled high compression lean-burning internal combustion engine |
| EP3441591A1 (en) * | 2011-04-11 | 2019-02-13 | Nostrum Energy Pte. Ltd. | Internally cooled high compression lean-burning internal combustion engine |
| USRE47540E1 (en) | 2011-04-11 | 2019-07-30 | Nostrum Energy Pte, Ltd. | Internally cooled high compression lean-burning internal combustion engine |
| US10378436B2 (en) | 2011-04-11 | 2019-08-13 | Nostrum Energy Pte, Ltd. | Internally cooled high compression lean-burning internal combustion engine |
| CN108291493A (zh) * | 2016-01-29 | 2018-07-17 | 日立汽车系统株式会社 | 燃料喷射阀的控制装置 |
| EP3409932A4 (en) * | 2016-01-29 | 2019-10-30 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | FUEL INJECTION TIMING DEVICE |
| CN108291493B (zh) * | 2016-01-29 | 2021-04-16 | 日立汽车系统株式会社 | 燃料喷射阀的控制装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |