JP2000008899A - 予混合強制点火ディーゼルエンジン - Google Patents
予混合強制点火ディーゼルエンジンInfo
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- 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
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
-
- 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
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3035—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
-
- 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
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/12—Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 予混合強制点火ディーゼルエンジンに関し、
主燃料の微粒化を促進し、予混合気の早期自己着火を防
止する。 【解決手段】 シリンダヘッド１５にはＣＯ2 噴射針弁
本体１６と点火用燃料弁７が設けられ、本体１６にはＣ
Ｏ2 弁１８と主燃料弁１９が設けられる。主燃料弁１９
からは燃料が逆止弁２０を介して渦巻室２１に噴出し、
渦流となって燃料を微粒化する。エンジンの排気ガスは
開閉弁２４ｂからクーラ２５へ導かれ、水で冷却されて
ＣＯ2 吸着器２６でＣＯ2 を分離し、ＣＯ2 凝縮器２７
で液化する。ＣＯ2 はＣＯ2 ポンプ２８で圧送され、Ｃ
Ｏ2 電磁弁２９を介してＣＯ2 弁１８より通路１８ａを
通り、空間１６ａに充満し、ＣＯ2 針弁１７を押し上げ
て渦流室２１へ噴出し、先に微粒化した燃料と共にシリ
ンダ１内に流出する。ＣＯ2が存在するので予混合気の
早期の着火が防止される。
主燃料の微粒化を促進し、予混合気の早期自己着火を防
止する。 【解決手段】 シリンダヘッド１５にはＣＯ2 噴射針弁
本体１６と点火用燃料弁７が設けられ、本体１６にはＣ
Ｏ2 弁１８と主燃料弁１９が設けられる。主燃料弁１９
からは燃料が逆止弁２０を介して渦巻室２１に噴出し、
渦流となって燃料を微粒化する。エンジンの排気ガスは
開閉弁２４ｂからクーラ２５へ導かれ、水で冷却されて
ＣＯ2 吸着器２６でＣＯ2 を分離し、ＣＯ2 凝縮器２７
で液化する。ＣＯ2 はＣＯ2 ポンプ２８で圧送され、Ｃ
Ｏ2 電磁弁２９を介してＣＯ2 弁１８より通路１８ａを
通り、空間１６ａに充満し、ＣＯ2 針弁１７を押し上げ
て渦流室２１へ噴出し、先に微粒化した燃料と共にシリ
ンダ１内に流出する。ＣＯ2が存在するので予混合気の
早期の着火が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は予混合強制点火ディ
ーゼルエンジンに関し、主燃料の微粒化を促進し、予混
合気の早期の自己着火を防止するようにしたものであ
る。
ーゼルエンジンに関し、主燃料の微粒化を促進し、予混
合気の早期の自己着火を防止するようにしたものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図４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）から徐々に上昇し始め、
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が徐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）から徐々に上昇し始め、
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が徐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５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、燃料を噴射後の微粒化改善
によるガス化の促進がむずかしく、この対策もなされて
いないのが現状である。更に、点火用燃料の着火による
予混合気の燃焼前に早期に予混合燃料の自己着火が発生
し、燃焼のタイミングの制御が不能となってしまい、こ
のような自己着火を防止し、確実な燃焼を行わせ、か
つ、図４の（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、燃料を噴射後の微粒化改善
によるガス化の促進がむずかしく、この対策もなされて
いないのが現状である。更に、点火用燃料の着火による
予混合気の燃焼前に早期に予混合燃料の自己着火が発生
し、燃焼のタイミングの制御が不能となってしまい、こ
のような自己着火を防止し、確実な燃焼を行わせ、か
つ、図４の（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、燃料の微
粒化により均一な希薄予混合気を形成させる必要がある
が、このような対策は積極的になされておらず、又、予
混合気の自己着火が発生し、自己着火が早期に発生する
と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ない。従って、希薄予混合の
着火も所定の着火時点で点火させ、燃料を定着させ、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、燃料の微
粒化により均一な希薄予混合気を形成させる必要がある
が、このような対策は積極的になされておらず、又、予
混合気の自己着火が発生し、自己着火が早期に発生する
と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ない。従って、希薄予混合の
着火も所定の着火時点で点火させ、燃料を定着させ、燃
焼を安定して行わせることが望まれていた。
【０００６】そこで本発明は、燃料を希薄予混合方式と
し、燃料の微粒化を促進させると共に、予混合気の早期
の自己着火を防止し、点火用燃料の着火によって確実に
予混合燃焼させることのできる予混合強制点火ディーゼ
ルエンジンを提供することを課題としてなされたもので
ある。
し、燃料の微粒化を促進させると共に、予混合気の早期
の自己着火を防止し、点火用燃料の着火によって確実に
予混合燃焼させることのできる予混合強制点火ディーゼ
ルエンジン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），（２）の手段を提供する。
決するために次の（１），（２）の手段を提供する。
【０００８】（１）シリンダ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メイン燃料弁よりシリ
ンダ内に噴射して空気と混合させて希薄混合気を形成さ
せ、残りの燃料を着火時期に前記シリンダ内に点火用燃
料弁より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ディーゼ
ルエンジンにおいて、前記メイン燃料弁とシリンダとの
間には渦流室を設け、同渦流室には液状のＣＯ2 を噴射
する弁を設けてなり、前記メイン燃料弁から燃料を前記
渦流室へ噴射後前記ＣＯ2 噴射弁から所定量の液状ＣＯ
2 を噴射することを特徴とする予混合強制点火ディーゼ
ルエンジン。
を吸入工程から圧縮工程にかけてメイン燃料弁よりシリ
ンダ内に噴射して空気と混合させて希薄混合気を形成さ
せ、残りの燃料を着火時期に前記シリンダ内に点火用燃
料弁より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ディーゼ
ルエンジンにおいて、前記メイン燃料弁とシリンダとの
間には渦流室を設け、同渦流室には液状のＣＯ2 を噴射
する弁を設けてなり、前記メイン燃料弁から燃料を前記
渦流室へ噴射後前記ＣＯ2 噴射弁から所定量の液状ＣＯ
2 を噴射することを特徴とする予混合強制点火ディーゼ
ルエンジン。
【０００９】（２）上記（１）の発明において、前記液
状のＣＯ2 を噴射する弁はエンジン排気ガス中からＣＯ
2 を分離する手段に接続され、同手段によりＣＯ2 を凝
縮して液化し、前記ＣＯ2 噴射弁にＣＯ2 を供給するこ
とを特徴とする予混合強制点火ディーゼルエンジン。
状のＣＯ2 を噴射する弁はエンジン排気ガス中からＣＯ
2 を分離する手段に接続され、同手段によりＣＯ2 を凝
縮して液化し、前記ＣＯ2 噴射弁にＣＯ2 を供給するこ
とを特徴とする予混合強制点火ディーゼルエンジン。
【００１０】本発明の（１）においては、主燃料がまず
メイン燃料弁１９より渦流室内へ噴射されるが、主燃料
は渦流室内で旋回流を生じて燃料を微粒化する。その後
ＣＯ 2 噴射弁から所定量の液状のＣＯ2 が渦流室内に噴
射され、微粒化した燃料を取り込み、シリンダ内に流入
する。シリンダ内では微粒化した燃料が空気と混合して
希薄予混合気を形成するが、ＣＯ2 が存在するので予混
合が自己着火しにくい雰囲気となっており、予混合気の
早期の着火が防止される。その後圧縮工程の後期に点火
用燃料の噴射により点火用燃料が着火し、この着火によ
り予混合燃焼が確実になされる。
メイン燃料弁１９より渦流室内へ噴射されるが、主燃料
は渦流室内で旋回流を生じて燃料を微粒化する。その後
ＣＯ 2 噴射弁から所定量の液状のＣＯ2 が渦流室内に噴
射され、微粒化した燃料を取り込み、シリンダ内に流入
する。シリンダ内では微粒化した燃料が空気と混合して
希薄予混合気を形成するが、ＣＯ2 が存在するので予混
合が自己着火しにくい雰囲気となっており、予混合気の
早期の着火が防止される。その後圧縮工程の後期に点火
用燃料の噴射により点火用燃料が着火し、この着火によ
り予混合燃焼が確実になされる。
【００１１】本発明の（２）では、エンジンの排気ガス
を一部取り込んでガス中のＣＯ2 を吸着等の手段で分離
し、この分離したＣＯ2 を冷却して凝縮させて液化す
る。この液化したＣＯ2 をポンプ等の手段でＣＯ2 噴射
弁に圧送し、渦巻室内に噴射するものである。このＣＯ
2 はエンジン自身の排気ガスから得られ、上記（１）の
ＣＯ2 供給系統が容易に実現され、その効果を確実なら
しめるものである。
を一部取り込んでガス中のＣＯ2 を吸着等の手段で分離
し、この分離したＣＯ2 を冷却して凝縮させて液化す
る。この液化したＣＯ2 をポンプ等の手段でＣＯ2 噴射
弁に圧送し、渦巻室内に噴射するものである。このＣＯ
2 はエンジン自身の排気ガスから得られ、上記（１）の
ＣＯ2 供給系統が容易に実現され、その効果を確実なら
しめるものである。
【００１２】
【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は本発明の予
混合強制点火ディーゼルエンジンの基本的な作動を示す
図で、ピストンの動きを工程（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），
（Ｄ）で示し、（Ｅ）はピストンの位置とクランク回転
角との関係を示している。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の予
混合強制点火ディーゼルエンジンの基本的な作動を示す
図で、ピストンの動きを工程（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），
（Ｄ）で示し、（Ｅ）はピストンの位置とクランク回転
角との関係を示している。
【００１３】図において、工程（Ａ）では、ピストン２
がクランク回転角−１８０°（下死点）から上昇し始め
て空気１０を圧縮し始めた時点であり、この時点におい
てメイン燃料弁５からシリンダ１内に１回で噴射すべき
全体の燃料の９５％のメイン燃料１１ａを噴射し、空気
１０との混合を促進し、希薄予混合気を形成させる。
がクランク回転角−１８０°（下死点）から上昇し始め
て空気１０を圧縮し始めた時点であり、この時点におい
てメイン燃料弁５からシリンダ１内に１回で噴射すべき
全体の燃料の９５％のメイン燃料１１ａを噴射し、空気
１０との混合を促進し、希薄予混合気を形成させる。
【００１４】工程（Ｂ）では、ピストン２が−９０°の
位置まで上昇し、希薄予混合気を圧縮している状態であ
り、予混合気１２が形成され、圧縮されてゆく。工程
（Ｃ）ではピストン２が上昇して０°（上死点）の位置
まで予混合気を圧縮した状態であり、この時点において
点火用燃料弁７より残りの５％の点火用燃料１１ｂをシ
リンダ１内へ噴射する。この点火用燃料弁７からの５％
の点火用燃料１１ｂにより希薄予混合気に着火させ、希
薄予混合燃焼を行なわせる。
位置まで上昇し、希薄予混合気を圧縮している状態であ
り、予混合気１２が形成され、圧縮されてゆく。工程
（Ｃ）ではピストン２が上昇して０°（上死点）の位置
まで予混合気を圧縮した状態であり、この時点において
点火用燃料弁７より残りの５％の点火用燃料１１ｂをシ
リンダ１内へ噴射する。この点火用燃料弁７からの５％
の点火用燃料１１ｂにより希薄予混合気に着火させ、希
薄予混合燃焼を行なわせる。
【００１５】工程（Ｄ）では、ピストン２が希薄予混合
燃焼により押し下げられて９０°の位置まで下降した状
態を示し、希薄予混合燃焼のために従来のようにスモー
クの発生がなく、又ＮＯX の量も減少する。
燃焼により押し下げられて９０°の位置まで下降した状
態を示し、希薄予混合燃焼のために従来のようにスモー
クの発生がなく、又ＮＯX の量も減少する。
【００１６】本発明は上記に説明の予混合強制点火ディ
ーゼルエンジンの基本的な工程において、工程（Ａ）で
のメイン燃料弁５からの燃料噴射時と、それ以降の希薄
予混合気形成時に適用されるもので、その構造、作用に
ついて以下に詳しく説明する。
ーゼルエンジンの基本的な工程において、工程（Ａ）で
のメイン燃料弁５からの燃料噴射時と、それ以降の希薄
予混合気形成時に適用されるもので、その構造、作用に
ついて以下に詳しく説明する。
【００１７】図２は本発明の実施の一形態に係る予混合
強制点火ディーゼルエンジンの構成図である。図におい
て、１はシリンダであり、１５はシリンダヘッドであ
る。シリンダヘッド１５には点火用燃料弁７とＣＯ2 噴
射針弁本体１６が取付けられている。ＣＯ2 噴射針弁本
体１６にはＣＯ2 針弁１７が挿入され針弁１７が挿入さ
れる本体１６には空間１６ａが形成され、後述する渦巻
室２１の中央上部からＣＯ2 が噴射されるように構成さ
れている。ＣＯ2 針弁１７はバネにより下方に付勢され
て斜傾部１６ｂに接しており、バネ力に抗して上方に移
動可能である。
強制点火ディーゼルエンジンの構成図である。図におい
て、１はシリンダであり、１５はシリンダヘッドであ
る。シリンダヘッド１５には点火用燃料弁７とＣＯ2 噴
射針弁本体１６が取付けられている。ＣＯ2 噴射針弁本
体１６にはＣＯ2 針弁１７が挿入され針弁１７が挿入さ
れる本体１６には空間１６ａが形成され、後述する渦巻
室２１の中央上部からＣＯ2 が噴射されるように構成さ
れている。ＣＯ2 針弁１７はバネにより下方に付勢され
て斜傾部１６ｂに接しており、バネ力に抗して上方に移
動可能である。
【００１８】ＣＯ2 噴射針弁本体１６の一方の側にはＣ
Ｏ2 弁１８が設けられ、通路１８ａを通して空間１６ａ
にＣＯ2 ガスを導入している。又、他方の側には主燃料
弁１９が設けられ、通路１９ａを通して主燃料を導き、
逆止弁２０を介して渦巻室２１へ燃料を供給する構成で
ある。２２は主燃料噴射ポンプであり、主燃料弁１９に
燃料を供給するもの、２３は点火用燃料噴射ポンプであ
り、点火用燃料弁７へ点火用燃料を供給するものであ
る。
Ｏ2 弁１８が設けられ、通路１８ａを通して空間１６ａ
にＣＯ2 ガスを導入している。又、他方の側には主燃料
弁１９が設けられ、通路１９ａを通して主燃料を導き、
逆止弁２０を介して渦巻室２１へ燃料を供給する構成で
ある。２２は主燃料噴射ポンプであり、主燃料弁１９に
燃料を供給するもの、２３は点火用燃料噴射ポンプであ
り、点火用燃料弁７へ点火用燃料を供給するものであ
る。
【００１９】１９は電磁弁であり、開閉することにより
ＣＯ2 弁１８へＣＯ2 を供給する。２４ａ，２４ｂは開
閉弁であり、エンジンの排気ガスを導くもので、２４ａ
は開放することにより排気ガスを煙突へ排出し、２４ａ
を閉じ、２４ｂを開放すると排気ガスを本発明の系統に
導くことができる。
ＣＯ2 弁１８へＣＯ2 を供給する。２４ａ，２４ｂは開
閉弁であり、エンジンの排気ガスを導くもので、２４ａ
は開放することにより排気ガスを煙突へ排出し、２４ａ
を閉じ、２４ｂを開放すると排気ガスを本発明の系統に
導くことができる。
【００２０】２５はクーラであり、エンジンの排気ガス
を開閉弁２４ｂより導き、水で冷却するもの、２６はＣ
Ｏ2 吸着器であり、クーラ２５で冷却された排気ガス中
のＣＯ2 を吸着してガス中からＣＯ2 を分離するもので
ある。２７はＣＯ2 凝縮器であり、ＣＯ2 吸着器２７で
分離したＣＯ2 を凝縮、液化するものである。２８はＣ
Ｏ2 ポンプで液化したＣＯ2 を電磁弁２９を介してＣＯ
2 弁１８へ送る。２９は上記した電磁弁であり、開閉す
ることにより圧送されてくるＣＯ2 をＣＯ2 弁１８に送
る。
を開閉弁２４ｂより導き、水で冷却するもの、２６はＣ
Ｏ2 吸着器であり、クーラ２５で冷却された排気ガス中
のＣＯ2 を吸着してガス中からＣＯ2 を分離するもので
ある。２７はＣＯ2 凝縮器であり、ＣＯ2 吸着器２７で
分離したＣＯ2 を凝縮、液化するものである。２８はＣ
Ｏ2 ポンプで液化したＣＯ2 を電磁弁２９を介してＣＯ
2 弁１８へ送る。２９は上記した電磁弁であり、開閉す
ることにより圧送されてくるＣＯ2 をＣＯ2 弁１８に送
る。
【００２１】上記構成において、ヒータ３０で所定温度
まで加熱された主燃料噴射ポンプ２２からの燃料は、図
１で説明したように９５％の燃料であり、主燃料弁１９
から逆止弁２０に送られ、逆止弁２０から渦巻室２１に
流入する。燃料を噴射する弁はスクール弁を構成して渦
巻室２１の中で水平方向の渦流を発生させ、燃料が均一
に分散し、微粒化を促進してガス化する。
まで加熱された主燃料噴射ポンプ２２からの燃料は、図
１で説明したように９５％の燃料であり、主燃料弁１９
から逆止弁２０に送られ、逆止弁２０から渦巻室２１に
流入する。燃料を噴射する弁はスクール弁を構成して渦
巻室２１の中で水平方向の渦流を発生させ、燃料が均一
に分散し、微粒化を促進してガス化する。
【００２２】一方、開閉弁２４ａを閉じ、２４ｂを開放
してエンジンの排気ガスをクーラ２５に取込み、排気ガ
スを水で冷却して、排気ガス中のＣＯ2 をＣＯ2 吸着器
２６で吸着させ、ガス中からＣＯ2 を分離する。分離し
たＣＯ2 はＣＯ2 凝縮器２７で凝縮し、液化させてＣＯ
2 ポンプ２８で高圧化し、ＣＯ2 電磁弁２９を介してＣ
Ｏ2 弁１８へ送る。ＣＯ2 電磁弁２９は図示してない制
御部によりその開閉が制御され、主燃料弁１９から主燃
料を噴射した後、所定時間開放し、圧送されるＣＯ2 を
ＣＯ2 弁１８へ送るように制御される。
してエンジンの排気ガスをクーラ２５に取込み、排気ガ
スを水で冷却して、排気ガス中のＣＯ2 をＣＯ2 吸着器
２６で吸着させ、ガス中からＣＯ2 を分離する。分離し
たＣＯ2 はＣＯ2 凝縮器２７で凝縮し、液化させてＣＯ
2 ポンプ２８で高圧化し、ＣＯ2 電磁弁２９を介してＣ
Ｏ2 弁１８へ送る。ＣＯ2 電磁弁２９は図示してない制
御部によりその開閉が制御され、主燃料弁１９から主燃
料を噴射した後、所定時間開放し、圧送されるＣＯ2 を
ＣＯ2 弁１８へ送るように制御される。
【００２３】渦巻室２１へ燃料が導かれ、渦巻室２１内
で燃料がガス化すると、図示省略の制御部によりＣＯ2
電磁弁１９が制御されて所定の時間開放され、液化した
ＣＯ 2 はＣＯ2 弁１８に送られ、通路１８ａから空間１
６ａに充満する。空間１８ａのＣＯ2 はＣＯ2 ポンプで
圧送されて高圧となっており、ＣＯ2 針弁１７のバネ力
に抗して針弁１７を上方へ押し上げ、斜視部１６ｂと針
弁１７先端部とに隙間を形成させ、この隙間より流入し
たＣＯ2 は渦巻室２１の上方中央部より下方へ噴射し、
微粒化したガス中に混入する。
で燃料がガス化すると、図示省略の制御部によりＣＯ2
電磁弁１９が制御されて所定の時間開放され、液化した
ＣＯ 2 はＣＯ2 弁１８に送られ、通路１８ａから空間１
６ａに充満する。空間１８ａのＣＯ2 はＣＯ2 ポンプで
圧送されて高圧となっており、ＣＯ2 針弁１７のバネ力
に抗して針弁１７を上方へ押し上げ、斜視部１６ｂと針
弁１７先端部とに隙間を形成させ、この隙間より流入し
たＣＯ2 は渦巻室２１の上方中央部より下方へ噴射し、
微粒化したガス中に混入する。
【００２４】渦巻室２１の上方中央部より噴射したＣＯ
2 は、渦巻室２１中で微粒化した燃料を取り込み、シリ
ンダ１内に流入し、空気と混合し、希薄予混合気を形成
するが、混合気中にはＣＯ2 が存在しているので予混合
気が着火しにくい状態となっており、早期に自己着火す
るのが防止される。その後、図１で説明したように、工
程（Ｃ）において、点火用燃料噴射ポンプ２３から点火
用燃料が送られ、点火用燃料弁７からシリンダ１内に噴
射し、点火用燃料が着火することにより希薄予混合燃焼
が確実になされる。
2 は、渦巻室２１中で微粒化した燃料を取り込み、シリ
ンダ１内に流入し、空気と混合し、希薄予混合気を形成
するが、混合気中にはＣＯ2 が存在しているので予混合
気が着火しにくい状態となっており、早期に自己着火す
るのが防止される。その後、図１で説明したように、工
程（Ｃ）において、点火用燃料噴射ポンプ２３から点火
用燃料が送られ、点火用燃料弁７からシリンダ１内に噴
射し、点火用燃料が着火することにより希薄予混合燃焼
が確実になされる。
【００２５】図３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（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
形成し、更に残りの５％を点火用燃料として噴射して確
実に着火させ、燃焼させると、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（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
形成し、更に残りの５％を点火用燃料として噴射して確
実に着火させ、燃焼させると、ＮＯX 量が従来よりも大
幅に低減することになる。
【００２６】以上説明の実施の形態によれば、希薄予混
合燃焼を行うのでＮＯX 量が低減され、スモークの発生
が抑えられると共に、シリンダヘッド１５にＣＯ2 噴射
針弁本体１６を設け、この本体１６にはＣＯ2 弁１８と
主燃料弁１９とを設け、主燃料弁１９からは渦巻室２１
に燃料を噴射して主燃料の微粒化を促進する。一方、エ
ンジンの排気からＣＯ2 を分離し、液化させてＣＯ2 ポ
ンプ２８で液化したＣＯ2 をＣＯ2 電磁弁２９を介して
ＣＯ2 弁１８へ送り、ＣＯ2 針弁１７を介して渦巻室２
１へ噴出させ、ＣＯ2 を微粒化した燃料中へ混入させ
る。これにより燃料を微粒化して均一な希薄予混合気を
形成すると共に、ＣＯ2 の存在により予混合気が早期に
着火するのが防止される。
合燃焼を行うのでＮＯX 量が低減され、スモークの発生
が抑えられると共に、シリンダヘッド１５にＣＯ2 噴射
針弁本体１６を設け、この本体１６にはＣＯ2 弁１８と
主燃料弁１９とを設け、主燃料弁１９からは渦巻室２１
に燃料を噴射して主燃料の微粒化を促進する。一方、エ
ンジンの排気からＣＯ2 を分離し、液化させてＣＯ2 ポ
ンプ２８で液化したＣＯ2 をＣＯ2 電磁弁２９を介して
ＣＯ2 弁１８へ送り、ＣＯ2 針弁１７を介して渦巻室２
１へ噴出させ、ＣＯ2 を微粒化した燃料中へ混入させ
る。これにより燃料を微粒化して均一な希薄予混合気を
形成すると共に、ＣＯ2 の存在により予混合気が早期に
着火するのが防止される。
【００２７】
【発明の効果】本発明の予混合強制点火ディーゼルエン
ジンは（１）シリンダ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メイン燃料弁よりシリンダ内
に噴射して空気と混合させて希薄混合気を形成させ、残
りの燃料を着火時期に前記シリンダ内に点火用燃料弁よ
り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ディーゼルエン
ジンにおいて、前記メイン燃料弁とシリンダとの間には
渦流室を設け、同渦流室には液状のＣＯ2 を噴射する弁
を設けてなり、前記メイン燃料弁から燃料を前記渦流室
へ噴射後前記ＣＯ 2 噴射弁から所定量の液状ＣＯ2 を噴
射することを特徴としている。このような構成により、
渦巻室内に噴射された燃料は微粒化が促進され、ＣＯ2
噴射弁から噴射されるＣＯ2 と共にシリンダ内に流出
し、空気と混合して均一な希薄予混合気を形成すること
ができる。更に、シリンダ内にはＣＯ2 が存在している
ので予混合気の早期の自己着火が防止され、点火用燃料
の噴射により確実に予混合燃焼させることができる。
ジンは（１）シリンダ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メイン燃料弁よりシリンダ内
に噴射して空気と混合させて希薄混合気を形成させ、残
りの燃料を着火時期に前記シリンダ内に点火用燃料弁よ
り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ディーゼルエン
ジンにおいて、前記メイン燃料弁とシリンダとの間には
渦流室を設け、同渦流室には液状のＣＯ2 を噴射する弁
を設けてなり、前記メイン燃料弁から燃料を前記渦流室
へ噴射後前記ＣＯ 2 噴射弁から所定量の液状ＣＯ2 を噴
射することを特徴としている。このような構成により、
渦巻室内に噴射された燃料は微粒化が促進され、ＣＯ2
噴射弁から噴射されるＣＯ2 と共にシリンダ内に流出
し、空気と混合して均一な希薄予混合気を形成すること
ができる。更に、シリンダ内にはＣＯ2 が存在している
ので予混合気の早期の自己着火が防止され、点火用燃料
の噴射により確実に予混合燃焼させることができる。
【００２８】本発明の（２）では、上記（１）の発明に
おいて、前記液状のＣＯ2 を噴射する弁はエンジン排気
ガス中からＣＯ2 を分離する手段に接続され、同手段に
よりＣＯ2 を凝縮して液化し、前記ＣＯ2 噴射弁にＣＯ
2 を供給することを特徴としている。このような構成に
より、ＣＯ2 がエンジン自身の排気ガスから容易に得ら
れ、上記（１）におけるＣＯ2 供給系統が簡単に実現可
能となり、上記（１）の効果をより一層確実とするもの
である。
おいて、前記液状のＣＯ2 を噴射する弁はエンジン排気
ガス中からＣＯ2 を分離する手段に接続され、同手段に
よりＣＯ2 を凝縮して液化し、前記ＣＯ2 噴射弁にＣＯ
2 を供給することを特徴としている。このような構成に
より、ＣＯ2 がエンジン自身の排気ガスから容易に得ら
れ、上記（１）におけるＣＯ2 供給系統が簡単に実現可
能となり、上記（１）の効果をより一層確実とするもの
である。
【図１】本発明の予混合強制点火ディーゼルエンジンの
基本的な作用を説明する図で、（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ），（Ｄ）はその各工程を、（Ｅ）はピストンの位
置とクランク回転角をそれぞれ示す。
基本的な作用を説明する図で、（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ），（Ｄ）はその各工程を、（Ｅ）はピストンの位
置とクランク回転角をそれぞれ示す。
【図２】本発明の実施の一形態に係る予混合強制点火デ
ィーゼルエンジンの構成図である。
ィーゼルエンジンの構成図である。
【図３】本発明の希薄予混合燃焼と従来の拡散燃焼との
ＮＯX 量の比較を示す図である。
ＮＯX 量の比較を示す図である。
【図４】従来のディーゼルエンジンの作用を示す図で、
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はその各工程を、
（ｅ）はピストンの位置とクランク回転角をそれぞれ示
す。
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はその各工程を、
（ｅ）はピストンの位置とクランク回転角をそれぞれ示
す。
【図５】従来のディーゼルエンジンの拡散燃焼を示す図
である。
である。
１ シリンダ ２ ピストン ３ ピストンロッド ５ メイン燃料弁 ７ 点火用燃料弁 １０ 空気 １１ａ メイン燃料 １１ｂ 点火用燃料 １２ 予混合気 １５ シリンダヘッド １６ ＣＯ2 噴射針弁本体 １７ ＣＯ2 針弁 １８ ＣＯ2 弁 １９ 主燃料弁 ２０ 逆止弁 ２１ 渦巻室 ２２ 主燃料噴射ポンプ ２３ 点火用燃料噴射ポンプ ２４ａ，２４ｂ 開放弁 ２５ クーラ ２６ ＣＯ2 吸着器 ２７ ＣＯ2 凝縮器 ２８ ＣＯ2 ポンプ ２９ ＣＯ2 電磁弁 ３０ ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 43/00 Ｆ０２Ｍ 43/00 61/14 ３１０ 61/14 ３１０Ｕ (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） 3G023 AA04 AA05 AB05 AC05 AD02 AD03 AD13 AF00 AG05 3G062 AA01 BA00 3G066 AA07 AB00 AB02 AD08 AD13 BA14 BA25 BA26 CA00 DA01 DA04 3G092 AA02 AA07 AB20 BA08 BB13 DC14 DE02Y DE03Y DE17Y DE18Y DG09 FA17 FA18 HB01X HB01Z HB02X HB02Z
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダ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メイン燃料弁よりシリンダ
内に噴射して空気と混合させて希薄混合気を形成させ、
残りの燃料を着火時期に前記シリンダ内に点火用燃料弁
より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ディーゼルエ
ンジンにおいて、前記メイン燃料弁とシリンダとの間に
は渦流室を設け、同渦流室には液状のＣＯ2 を噴射する
弁を設けてなり、前記メイン燃料弁から燃料を前記渦流
室へ噴射後前記ＣＯ2 噴射弁から所定量の液状ＣＯ2 を
噴射することを特徴とする予混合強制点火ディーゼルエ
ンジン。 - 【請求項２】 前記液状のＣＯ2 を噴射する弁はエンジ
ン排気ガス中からＣＯ2 を分離する手段に接続され、同
手段によりＣＯ2 を凝縮して液化し、前記ＣＯ2 噴射弁
にＣＯ2 を供給することを特徴とする請求項１記載の予
混合強制点火ディーゼルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10176161A JP2000008899A (ja) | 1998-06-23 | 1998-06-23 | 予混合強制点火ディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10176161A JP2000008899A (ja) | 1998-06-23 | 1998-06-23 | 予混合強制点火ディーゼルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000008899A true JP2000008899A (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=16008740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10176161A Withdrawn JP2000008899A (ja) | 1998-06-23 | 1998-06-23 | 予混合強制点火ディーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000008899A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005500870A (ja) * | 2001-04-09 | 2005-01-13 | カー、パトリック | 網膜機能カメラ |
| WO2005066484A1 (es) | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Mariscal Munoz Manuel | Motor de explosión de ciclo combinado basado en el aporte de anhídrido carbónico (co2) a los gases de combustión |
| AT13417U1 (de) * | 2012-09-26 | 2013-12-15 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Og | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
-
1998
- 1998-06-23 JP JP10176161A patent/JP2000008899A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005500870A (ja) * | 2001-04-09 | 2005-01-13 | カー、パトリック | 網膜機能カメラ |
| WO2005066484A1 (es) | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Mariscal Munoz Manuel | Motor de explosión de ciclo combinado basado en el aporte de anhídrido carbónico (co2) a los gases de combustión |
| ES2253964A1 (es) * | 2004-01-05 | 2006-06-01 | Manuel Mariscal Muñoz | Motor de explosion de ciclo combinado. |
| JP2007518009A (ja) * | 2004-01-05 | 2007-07-05 | ムーノス マヌエル マリスカル | 燃焼ガスに対する二酸化炭素（ｃｏ２）の供与に基づく複合サイクル燃焼機関 |
| ES2253964B1 (es) * | 2004-01-05 | 2007-07-16 | Manuel Mariscal Muñoz | Motor de explosion de ciclo combinado basado en el aporte de anhidrido carbonico (co2) a los gases de combustion. |
| US7762217B2 (en) | 2004-01-05 | 2010-07-27 | Mariscal Munoz Manuel | Combined-cycle combustion engine based on contribution of carbon dioxide (CO2) to the combustion gases |
| AT13417U1 (de) * | 2012-09-26 | 2013-12-15 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Og | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
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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 |