JP2003254105A - ディーゼルエンジン及びその運転方法 - Google Patents
ディーゼルエンジン及びその運転方法Info
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- combustion chamber
- combustion
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02D19/0686—Injectors
- F02D19/0692—Arrangement of multiple injectors per combustion chamber
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- 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
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、簡単且つ低コストで、自己
着火温度が高い燃料でもディーゼル燃焼可能なディーゼ
ルエンジンを提供する点にある。 【解決手段】 燃焼室１に吸気される新気に燃料ｆｓを
噴射して燃焼室の所定の火花点火領域１ａに火花点火可
能な濃混合気を形成する火花点火用燃料噴射手段５と、
火花点火領域１ａに火花を発生して濃混合気を火花点火
燃焼させる火花点火手段７と、火花点火後に燃焼室１に
直接燃料ｆｄを噴射してディーゼル燃焼させるディーゼ
ル燃焼用燃料噴射手段４とを備える。
着火温度が高い燃料でもディーゼル燃焼可能なディーゼ
ルエンジンを提供する点にある。 【解決手段】 燃焼室１に吸気される新気に燃料ｆｓを
噴射して燃焼室の所定の火花点火領域１ａに火花点火可
能な濃混合気を形成する火花点火用燃料噴射手段５と、
火花点火領域１ａに火花を発生して濃混合気を火花点火
燃焼させる火花点火手段７と、火花点火後に燃焼室１に
直接燃料ｆｄを噴射してディーゼル燃焼させるディーゼ
ル燃焼用燃料噴射手段４とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室において圧
縮された新気中に直接燃料を噴射してディーゼル燃焼さ
せるエンジン及びその運転方法に関し、特に、燃料とし
て自己着火温度が軽油に対して比較的高い天然ガス等で
も燃料として使用できるディーゼルエンジンに関する。
縮された新気中に直接燃料を噴射してディーゼル燃焼さ
せるエンジン及びその運転方法に関し、特に、燃料とし
て自己着火温度が軽油に対して比較的高い天然ガス等で
も燃料として使用できるディーゼルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンは、従来、燃焼室に
吸気され圧縮された高温の空気中に軽油等の燃料を噴射
して自己着火させ拡散燃焼させるディーゼル燃焼を行な
うものであり、火花点火式エンジンと比較して、酷なノ
ッキングを起こすことがないので圧縮比を高くして熱効
率を向上させることができると共に、吸気路を絞らずに
ポンピングロスを抑制しながら燃料の噴射量を低下させ
ることで部分負荷運転を行なうことができるので、特に
燃料の経済性が重視される大型車両や船舶などの交通機
関を始め、コジェネレーション等の定置式動力源として
幅広く利用されている。また、軽油を燃料とするディー
ゼルエンジンの欠点は、軽油を拡散燃焼させるので黒鉛
・微粒子や窒素酸化物を始めとする有害排出成分が発生
しやすく、さらに、圧縮比が高く燃焼最高圧力も高いの
でピストン及びシリンダ等の部材を頑丈にする必要があ
ることなどがある。
吸気され圧縮された高温の空気中に軽油等の燃料を噴射
して自己着火させ拡散燃焼させるディーゼル燃焼を行な
うものであり、火花点火式エンジンと比較して、酷なノ
ッキングを起こすことがないので圧縮比を高くして熱効
率を向上させることができると共に、吸気路を絞らずに
ポンピングロスを抑制しながら燃料の噴射量を低下させ
ることで部分負荷運転を行なうことができるので、特に
燃料の経済性が重視される大型車両や船舶などの交通機
関を始め、コジェネレーション等の定置式動力源として
幅広く利用されている。また、軽油を燃料とするディー
ゼルエンジンの欠点は、軽油を拡散燃焼させるので黒鉛
・微粒子や窒素酸化物を始めとする有害排出成分が発生
しやすく、さらに、圧縮比が高く燃焼最高圧力も高いの
でピストン及びシリンダ等の部材を頑丈にする必要があ
ることなどがある。
【０００３】メタンを主成分とする天然ガスやプロパン
とブタンを主成分とする液化石油ガス（liquefied petr
oleum gas、以下ＬＰガスと呼ぶ。）は、各家庭での利
用の他に、工業用の燃焼用燃料として多く利用されると
共に、コジェネレーション又はヒートポンプ用のエンジ
ンの燃料としても利用されている。また、最近では、環
境保全等の観点から天然ガス自動車への利用が推進され
ている。
とブタンを主成分とする液化石油ガス（liquefied petr
oleum gas、以下ＬＰガスと呼ぶ。）は、各家庭での利
用の他に、工業用の燃焼用燃料として多く利用されると
共に、コジェネレーション又はヒートポンプ用のエンジ
ンの燃料としても利用されている。また、最近では、環
境保全等の観点から天然ガス自動車への利用が推進され
ている。
【０００４】このような天然ガスは、可燃範囲が広く希
薄燃焼を実現することができるため燃焼温度を低下させ
ＮＯｘ排出量の大幅に低減することができ、さらに、発
熱量あたりのＣＯ2排出量が少ないこと等の有害排出成
分が少なく排ガス浄化の点もで有利である。また、水素
ガスも天然ガスと同様に、希薄燃焼によるＮＯｘ排出量
低減が可能で、有害排出成分が非常に少なく排ガス浄化
の点でも有利である。
薄燃焼を実現することができるため燃焼温度を低下させ
ＮＯｘ排出量の大幅に低減することができ、さらに、発
熱量あたりのＣＯ2排出量が少ないこと等の有害排出成
分が少なく排ガス浄化の点もで有利である。また、水素
ガスも天然ガスと同様に、希薄燃焼によるＮＯｘ排出量
低減が可能で、有害排出成分が非常に少なく排ガス浄化
の点でも有利である。
【０００５】そこで、このような天然ガスやＬＰＧや水
素ガスをディーゼルエンジンの燃料として利用すること
ができれば、熱効率が高く有害排出物が少ないエンジン
を実現することができるが、これらの燃料は、軽油と比
較して、自己着火温度が高く、例えば、軽油の自己着火
温度が３５０℃〜４００℃程度であるのに対して、天然
ガス系都市ガス１３Ａの自己着火温度は５５０℃程度、
ＬＰＧの自己着火温度は４５０℃程度、水素ガスの自己
着火温度は５７０℃程度であるため、純粋に圧縮比を例
えば２２程度に高く設定しても燃料を自己着火させディ
ーゼル燃焼させることができない。
素ガスをディーゼルエンジンの燃料として利用すること
ができれば、熱効率が高く有害排出物が少ないエンジン
を実現することができるが、これらの燃料は、軽油と比
較して、自己着火温度が高く、例えば、軽油の自己着火
温度が３５０℃〜４００℃程度であるのに対して、天然
ガス系都市ガス１３Ａの自己着火温度は５５０℃程度、
ＬＰＧの自己着火温度は４５０℃程度、水素ガスの自己
着火温度は５７０℃程度であるため、純粋に圧縮比を例
えば２２程度に高く設定しても燃料を自己着火させディ
ーゼル燃焼させることができない。
【０００６】そこで、近年、ディーゼルエンジンにおい
て、これらの天然ガス等の高自己着火温度の燃料をディ
ーゼル燃焼させる方法として、その燃料にセタン価向上
剤を添加する方法や、燃焼室をグロープラグ等の外部熱
源により燃料が自己着火可能な温度に昇温しておく方法
や、燃焼室に吸気される新気を加熱する方法などが考案
されている。
て、これらの天然ガス等の高自己着火温度の燃料をディ
ーゼル燃焼させる方法として、その燃料にセタン価向上
剤を添加する方法や、燃焼室をグロープラグ等の外部熱
源により燃料が自己着火可能な温度に昇温しておく方法
や、燃焼室に吸気される新気を加熱する方法などが考案
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
高自己着火温度の燃料にセタン化向上剤を添加する方法
は、セタン化向上剤が高価であるために、ディーゼルエ
ンジンの利点である燃料経済性が損なわれ、さらに、エ
ンジンにセタン化向上剤を貯蔵するタンク及びそれを添
加する装置が必要となるため、エンジン自身も高価なも
のとなる。
高自己着火温度の燃料にセタン化向上剤を添加する方法
は、セタン化向上剤が高価であるために、ディーゼルエ
ンジンの利点である燃料経済性が損なわれ、さらに、エ
ンジンにセタン化向上剤を貯蔵するタンク及びそれを添
加する装置が必要となるため、エンジン自身も高価なも
のとなる。
【０００８】また、燃焼室を外部熱源により燃料が自己
着火可能な温度に昇温しておく方法や、燃焼室に吸気さ
れる新気を加熱する方法は、外部熱源が必要となるので
熱効率の低下を招き、さらに、燃焼室に吸気された新気
温度が高くなるので、燃焼室へ吸気される新気の密度が
低下して燃焼室への新気の充填効率が低下して、出力及
び熱効率が低下し、ディーゼルエンジンの高効率である
という利点が阻害されてしまう。従って、本発明の目的
は、上記の事情に鑑みて、簡単且つ低コストで、自己着
火温度が高い燃料でもディーゼル燃焼可能なディーゼル
エンジンを提供する点にある。
着火可能な温度に昇温しておく方法や、燃焼室に吸気さ
れる新気を加熱する方法は、外部熱源が必要となるので
熱効率の低下を招き、さらに、燃焼室に吸気された新気
温度が高くなるので、燃焼室へ吸気される新気の密度が
低下して燃焼室への新気の充填効率が低下して、出力及
び熱効率が低下し、ディーゼルエンジンの高効率である
という利点が阻害されてしまう。従って、本発明の目的
は、上記の事情に鑑みて、簡単且つ低コストで、自己着
火温度が高い燃料でもディーゼル燃焼可能なディーゼル
エンジンを提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係るディーゼルエンジンの第一特徴構成は、
特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した如く、燃焼室
に吸気される新気に燃料を噴射して前記燃焼室の所定の
火花点火領域に火花点火可能な濃混合気を形成する火花
点火用燃料噴射手段と、前記火花点火領域に火花を発生
して前記濃混合気を火花点火燃焼させる火花点火手段
と、前記火花点火後に前記燃焼室に直接燃料を噴射して
ディーゼル燃焼させるディーゼル燃焼用燃料噴射手段と
を備えた点にある。
の本発明に係るディーゼルエンジンの第一特徴構成は、
特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した如く、燃焼室
に吸気される新気に燃料を噴射して前記燃焼室の所定の
火花点火領域に火花点火可能な濃混合気を形成する火花
点火用燃料噴射手段と、前記火花点火領域に火花を発生
して前記濃混合気を火花点火燃焼させる火花点火手段
と、前記火花点火後に前記燃焼室に直接燃料を噴射して
ディーゼル燃焼させるディーゼル燃焼用燃料噴射手段と
を備えた点にある。
【００１０】同第二特徴構成は、特許請求の範囲の欄の
請求項２に記載した如く、上記第一特徴構成に加えて、
前記燃料が、天然ガス又は液化石油ガス又は水素ガスで
ある点にある。
請求項２に記載した如く、上記第一特徴構成に加えて、
前記燃料が、天然ガス又は液化石油ガス又は水素ガスで
ある点にある。
【００１１】この目的を達成するための本発明に係るデ
ィーゼルエンジンは、上記第一特徴構成のディーゼルエ
ンジンにより好適に実施され、その特徴構成は、燃焼室
に吸気される新気に燃料を噴射して前記燃焼室の所定の
火花点火領域に火花点火可能な濃混合気を形成する火花
点火用燃料噴射工程と、前記火花点火領域に火花を発生
して前記濃混合気を火花点火燃焼させる火花点火工程
と、前記火花点火後に前記燃焼室に直接燃料を噴射して
ディーゼル燃焼させるディーゼル燃焼用燃料噴射工程と
を順に実行する点にある。
ィーゼルエンジンは、上記第一特徴構成のディーゼルエ
ンジンにより好適に実施され、その特徴構成は、燃焼室
に吸気される新気に燃料を噴射して前記燃焼室の所定の
火花点火領域に火花点火可能な濃混合気を形成する火花
点火用燃料噴射工程と、前記火花点火領域に火花を発生
して前記濃混合気を火花点火燃焼させる火花点火工程
と、前記火花点火後に前記燃焼室に直接燃料を噴射して
ディーゼル燃焼させるディーゼル燃焼用燃料噴射工程と
を順に実行する点にある。
【００１２】即ち、本発明に係るディーゼルエンジン及
びその運転方法によれば、火花点火用燃料噴射工程にお
いて、火花点火用燃料噴射手段により燃焼室の所定の火
花点火領域に形成されれ可燃範囲当量比であり火花点火
可能な濃混合気を形成し、火花点火工程において、火花
点火手段により圧縮行程後期の例えばＴＤＣ時期（ピス
トン位置が上死点となる時期）直前の所定の点火時期に
火花点火領域に形成された濃混合気を火花点火燃焼させ
ることで、ＴＤＣ時期付近において燃焼室の温度を、天
然ガスやＬＰガスや水素ガス等の自己着火温度が比較的
高い燃料でも自己着火可能な温度まで昇温させることが
できる。よって、ディーゼル燃焼用燃料噴射工程におい
て、ディーゼル燃焼用燃料噴射手段により、このように
昇温された燃焼室に自己着火温度が比較的高い天然ガス
やＬＰガスや水素ガス等の燃料を噴射することで、その
燃料をディーゼル燃焼させることができる。従って、セ
タン化向上剤や外部の熱源を利用したり、圧縮比を非常
に高くする必要がなく、簡単且つ低コストで、自己着火
温度が高い燃料でもディーゼル燃焼可能なディーゼルエ
ンジンを実現することができる。
びその運転方法によれば、火花点火用燃料噴射工程にお
いて、火花点火用燃料噴射手段により燃焼室の所定の火
花点火領域に形成されれ可燃範囲当量比であり火花点火
可能な濃混合気を形成し、火花点火工程において、火花
点火手段により圧縮行程後期の例えばＴＤＣ時期（ピス
トン位置が上死点となる時期）直前の所定の点火時期に
火花点火領域に形成された濃混合気を火花点火燃焼させ
ることで、ＴＤＣ時期付近において燃焼室の温度を、天
然ガスやＬＰガスや水素ガス等の自己着火温度が比較的
高い燃料でも自己着火可能な温度まで昇温させることが
できる。よって、ディーゼル燃焼用燃料噴射工程におい
て、ディーゼル燃焼用燃料噴射手段により、このように
昇温された燃焼室に自己着火温度が比較的高い天然ガス
やＬＰガスや水素ガス等の燃料を噴射することで、その
燃料をディーゼル燃焼させることができる。従って、セ
タン化向上剤や外部の熱源を利用したり、圧縮比を非常
に高くする必要がなく、簡単且つ低コストで、自己着火
温度が高い燃料でもディーゼル燃焼可能なディーゼルエ
ンジンを実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に係るディーゼルエンジン
の実施の形態について、図１及び図２に基づいて説明す
る。図１に示す本実施形態のディーゼルエンジン（以下
本エンジンと略称する。）は、ピストン３の頂面とシリ
ンダ２内面等により形成された燃焼室１においてＬＰガ
スである燃料を燃焼させて回転駆動力を得るエンジンで
あり、具体的には、燃焼室１に吸気され圧縮された高温
の空気（新気の一例）中に、燃料噴射弁４（ディーゼル
燃焼用燃料噴射手段の一例）からディーゼル燃焼用燃料
ｆｄを高圧噴射し、自己着火させて拡散燃焼させる所謂
ディーゼル燃焼を行なうように構成されている。
の実施の形態について、図１及び図２に基づいて説明す
る。図１に示す本実施形態のディーゼルエンジン（以下
本エンジンと略称する。）は、ピストン３の頂面とシリ
ンダ２内面等により形成された燃焼室１においてＬＰガ
スである燃料を燃焼させて回転駆動力を得るエンジンで
あり、具体的には、燃焼室１に吸気され圧縮された高温
の空気（新気の一例）中に、燃料噴射弁４（ディーゼル
燃焼用燃料噴射手段の一例）からディーゼル燃焼用燃料
ｆｄを高圧噴射し、自己着火させて拡散燃焼させる所謂
ディーゼル燃焼を行なうように構成されている。
【００１４】また、本エンジンは、圧縮比（最大燃焼室
容積／最小燃焼室容積）が、通常の軽油を燃料とするデ
ィーゼルエンジンと同程度の１７とされており、さら
に、燃料として軽油よりも自己着火温度が１００℃程度
高いＬＰガスを用いているので、図２に示すシリンダ内
圧力（燃焼室１の圧力）とクランク角との関係を示すグ
ラフ図において、一点鎖線部で示すように、燃焼室１に
吸気した空気を圧縮しただけでは、シリンダ内圧力及び
温度がＬＰガスを自己着火させるまで高圧となることが
ない。
容積／最小燃焼室容積）が、通常の軽油を燃料とするデ
ィーゼルエンジンと同程度の１７とされており、さら
に、燃料として軽油よりも自己着火温度が１００℃程度
高いＬＰガスを用いているので、図２に示すシリンダ内
圧力（燃焼室１の圧力）とクランク角との関係を示すグ
ラフ図において、一点鎖線部で示すように、燃焼室１に
吸気した空気を圧縮しただけでは、シリンダ内圧力及び
温度がＬＰガスを自己着火させるまで高圧となることが
ない。
【００１５】そこで、本エンジンには、上記燃料噴射弁
４とは別に、上記ディーゼル燃焼用燃料ｆｄと同じくＬ
Ｐガスである火花点火用燃料ｆｓを燃焼室１の上方に形
成された窪み部１ａ（火花点火領域の一例）に噴射可能
な燃料噴射弁５（火花点火用燃料噴射手段の一例）と、
燃焼室１の上記窪み部１ａに火花発生可能な点火プラグ
７（火花点火手段の一例）とが設けられており、それら
の詳細構成を、本エンジンの運転方法と合わせて以下に
説明する。尚、図２における実線部は本エンジンにおけ
るシリンダ内圧力（燃焼室１の圧力）とクランク角との
関係を示すものであり、さらに、図１と図２とおいて
は、本エンジンの運転方法における各過程の状態を順に
（ａ）〜（ｅ）の符号を付して示している。
４とは別に、上記ディーゼル燃焼用燃料ｆｄと同じくＬ
Ｐガスである火花点火用燃料ｆｓを燃焼室１の上方に形
成された窪み部１ａ（火花点火領域の一例）に噴射可能
な燃料噴射弁５（火花点火用燃料噴射手段の一例）と、
燃焼室１の上記窪み部１ａに火花発生可能な点火プラグ
７（火花点火手段の一例）とが設けられており、それら
の詳細構成を、本エンジンの運転方法と合わせて以下に
説明する。尚、図２における実線部は本エンジンにおけ
るシリンダ内圧力（燃焼室１の圧力）とクランク角との
関係を示すものであり、さらに、図１と図２とおいて
は、本エンジンの運転方法における各過程の状態を順に
（ａ）〜（ｅ）の符号を付して示している。
【００１６】先ず、本エンジンは、ピストン３を上昇さ
せて燃焼室１に吸気した空気を圧縮する圧縮行程の初期
又は中期において、図１（ａ）に示すように、燃料噴射
弁５から燃焼室１の窪み部１ａに少量の火花点火用燃料
ｆｓを噴射する火花点火用燃料噴射工程を実行する。
せて燃焼室１に吸気した空気を圧縮する圧縮行程の初期
又は中期において、図１（ａ）に示すように、燃料噴射
弁５から燃焼室１の窪み部１ａに少量の火花点火用燃料
ｆｓを噴射する火花点火用燃料噴射工程を実行する。
【００１７】すると、図１（ｂ）に示すように、この火
花点火用燃料噴射工程で噴射された火花点火用燃料ｆｓ
は、その後の圧縮行程において窪み部１ａで気化して窪
み部１ａの空気に対して拡散し、圧縮行程終了時（具体
的には後述の点火プラグ７により火花を発生させる時
期）において、窪み部１ａには、その火花点火用燃料ｆ
ｓによりＬＰガスの可燃範囲内の当量比であり火花点火
可能な濃混合気が形成される。
花点火用燃料噴射工程で噴射された火花点火用燃料ｆｓ
は、その後の圧縮行程において窪み部１ａで気化して窪
み部１ａの空気に対して拡散し、圧縮行程終了時（具体
的には後述の点火プラグ７により火花を発生させる時
期）において、窪み部１ａには、その火花点火用燃料ｆ
ｓによりＬＰガスの可燃範囲内の当量比であり火花点火
可能な濃混合気が形成される。
【００１８】そして、本エンジンは、図１（ｃ）に示す
ように、ＴＤＣ時期直前である火花点火時期に点火プラ
グ７を働かせて、窪み部１ａに火花を発生させて、窪み
部１ａに形成された濃混合気を火花点火して燃焼させる
火花点火工程を実行する。すると、燃焼室１は、図２に
示すように、ＴＤＣ時期付近において上記濃混合気の燃
焼によりＬＰガスが自己着火可能な高圧及び高温とな
る。
ように、ＴＤＣ時期直前である火花点火時期に点火プラ
グ７を働かせて、窪み部１ａに火花を発生させて、窪み
部１ａに形成された濃混合気を火花点火して燃焼させる
火花点火工程を実行する。すると、燃焼室１は、図２に
示すように、ＴＤＣ時期付近において上記濃混合気の燃
焼によりＬＰガスが自己着火可能な高圧及び高温とな
る。
【００１９】そこで、本エンジンは、図１（ｄ）に示す
ように、ＴＤＣ時期直後において、燃料噴射弁４からＬ
Ｐガスが自己着火可能な状態となっている燃焼室１にデ
ィーゼル燃焼用燃料ｆｄを噴射するディーゼル燃焼用燃
料噴射工程を実行する。
ように、ＴＤＣ時期直後において、燃料噴射弁４からＬ
Ｐガスが自己着火可能な状態となっている燃焼室１にデ
ィーゼル燃焼用燃料ｆｄを噴射するディーゼル燃焼用燃
料噴射工程を実行する。
【００２０】すると、その燃料噴射弁４から噴射された
ディーゼル燃焼用燃料ｆｄは、図１（ｅ）に示すよう
に、燃焼室１のピストン３の頂面付近に発生している高
温ガスのスワール流に拡散して自己着火し良好に拡散燃
焼する所謂ディーゼル燃焼が実現される。そして、この
ようなディーゼル燃焼により、ピストン３が押し下げら
れて、クランク軸（図示せず）に回転動力を得ることが
できるのである。
ディーゼル燃焼用燃料ｆｄは、図１（ｅ）に示すよう
に、燃焼室１のピストン３の頂面付近に発生している高
温ガスのスワール流に拡散して自己着火し良好に拡散燃
焼する所謂ディーゼル燃焼が実現される。そして、この
ようなディーゼル燃焼により、ピストン３が押し下げら
れて、クランク軸（図示せず）に回転動力を得ることが
できるのである。
【００２１】そして、本ディーゼルエンジンは、上記の
ように、自己着火温度が比較的高いＬＰガスを燃料とし
て用いているにも関わらず、例えば燃焼室１に吸気され
る空気を加熱して空気の充填効率を低下させることな
く、上記燃料噴射弁５及び点火プラグ７を設けて適切に
働かせるという簡単な構成で、そのＬＰガス等をディー
ゼル燃焼させることができるので、高圧縮比化による熱
効率を向上、及び、吸気路を絞らずディーゼル燃焼用燃
料ｆｄの噴射量を低下させることで部分負荷運転するこ
とができる等のディーゼルエンジンの利点を充分に発揮
することができる。
ように、自己着火温度が比較的高いＬＰガスを燃料とし
て用いているにも関わらず、例えば燃焼室１に吸気され
る空気を加熱して空気の充填効率を低下させることな
く、上記燃料噴射弁５及び点火プラグ７を設けて適切に
働かせるという簡単な構成で、そのＬＰガス等をディー
ゼル燃焼させることができるので、高圧縮比化による熱
効率を向上、及び、吸気路を絞らずディーゼル燃焼用燃
料ｆｄの噴射量を低下させることで部分負荷運転するこ
とができる等のディーゼルエンジンの利点を充分に発揮
することができる。
【００２２】尚、本実施形態においては、従来のディー
ゼルエンジンではディーゼル燃焼させることが困難であ
った燃料であるＬＰガスを用いたディーゼルエンジンに
ついて説明したが、本発明に係るディーゼルエンジン
は、燃料として、例えばＬＰガスと同様に自己着火温度
が軽油よりも高い天然ガスや水素ガス等を用いることも
できる。
ゼルエンジンではディーゼル燃焼させることが困難であ
った燃料であるＬＰガスを用いたディーゼルエンジンに
ついて説明したが、本発明に係るディーゼルエンジン
は、燃料として、例えばＬＰガスと同様に自己着火温度
が軽油よりも高い天然ガスや水素ガス等を用いることも
できる。
【００２３】また、火花点火用燃料ｆｓを噴射して燃焼
室１の窪み部１に濃混合気を形成する燃料噴射弁５は、
燃焼室１に直接燃料ｆｓを噴射する方が窪み部１ａに濃
混合気を形成させるためには有利であるが、燃焼室１や
ピストン３の頂面の形状等を工夫して、吸気ポートに噴
射した火花点火用燃料により窪み部に濃混合気を形成可
能な場合には、燃料噴射弁５を吸気ポートに設けても構
わない。
室１の窪み部１に濃混合気を形成する燃料噴射弁５は、
燃焼室１に直接燃料ｆｓを噴射する方が窪み部１ａに濃
混合気を形成させるためには有利であるが、燃焼室１や
ピストン３の頂面の形状等を工夫して、吸気ポートに噴
射した火花点火用燃料により窪み部に濃混合気を形成可
能な場合には、燃料噴射弁５を吸気ポートに設けても構
わない。
【図１】本実施形態のディーゼルエンジンの概略構成図
【図２】図２に示すディーゼルエンジンのシリンダ内圧
力とクランク角との関係を示すグラフ図
力とクランク角との関係を示すグラフ図
１：燃焼室
１ａ：窪み部（火花点火領域）
２：シリンダ
３：ピストン
４：燃料噴射弁（ディーゼル燃焼用燃料噴射手段）
５：燃料噴射弁（火花点火用燃料噴射手段）
７：点火プラグ（火花点火手段）
ｆｓ，ｆｄ：燃料
─────────────────────────────────────────────────────
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 21/02 Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｌ
Ｆターム(参考） 3G023 AA08 AB06 AC01 AC07 AG05
3G092 AA01 AA02 AB07 AB08 AB09
BB06 BB13 DE02S DE03S
EA12 FA01 FA24 HB01X
HB02X
Claims (3)
- 【請求項１】 燃焼室に吸気される新気に燃料を噴射し
て前記燃焼室の所定の火花点火領域に火花点火可能な濃
混合気を形成する火花点火用燃料噴射手段と、 前記火花点火領域に火花を発生して前記濃混合気を火花
点火燃焼させる火花点火手段と、 前記火花点火後に前記燃焼室に直接燃料を噴射してディ
ーゼル燃焼させるディーゼル燃焼用燃料噴射手段とを備
えたエンジン。 - 【請求項２】 前記燃料が、天然ガス又は液化石油ガス
又は水素ガスである請求項１に記載のエンジン。 - 【請求項３】 燃焼室に吸気される新気に燃料を噴射し
て前記燃焼室の所定の火花点火領域に火花点火可能な濃
混合気を形成する火花点火用燃料噴射工程と、 前記火花点火領域に火花を発生して前記濃混合気を火花
点火燃焼させる火花点火工程と、 前記火花点火後に前記燃焼室に直接燃料を噴射してディ
ーゼル燃焼させるディーゼル燃焼用燃料噴射工程とを順
に実行するエンジンの運転方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| JP2002051570A JP2003254105A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | ディーゼルエンジン及びその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=28663508
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002051570A Pending JP2003254105A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | ディーゼルエンジン及びその運転方法 |
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