JP2007100612A - 副室式内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主たる燃焼室である主室2と、連通路12を介して該主室2と連通し前記主室2よりも小さい容積の副室4と、該副室4内の混合気に点火する点火プラグ30と、を備えた副室式内燃機関において、前記副室4壁内に空洞状の容積部32を形成し、該容積部32内に伝熱媒体34を封入する。
【選択図】図1
Description
しかし、特許文献1には、副燃焼室内部および連通路の冷却に関して特に記載がなく、何らかの冷却を行わない場合は、機関負荷をより高負荷へ移行させようとすると、混合気の一部が高温となって早期着火(圧縮行程で熱面着火)する恐れがあり、また、早期着火(熱面着火)すれば燃焼騒音が発生するという問題点があった。
さらに、特許文献2では、燃料噴霧を直接副室先端部に当て、その気化熱により副室壁の温度を低下させているが、これにより冷間始動時における未燃HCの発生量が増加する懸念がある。
したがって、コンパクトな構成によって、前記副室壁周辺の温度上昇が効果的に抑制され、高負荷時においても前記副室壁周辺における混合気の早期着火を確実に回避でき、以て運転領域の限界がより高負荷域まで拡大される。
本実施形態では、図1に示すように、燃焼室は主室2(主燃焼室)および副室4から構成されている。
主室2は、シリンダヘッド6、シリンダブロック8、およびピストン10から構成されている。
吸気ポート14は、吸気弁16を介して主室2へ新気を導入し、排気ポート18は、排気弁20を介して主室2から排気を排出する。
燃料噴射弁(図示せず)は、吸気ポート14、主室2、副室4内の中の少なくとも1つに対して燃料噴霧を噴射するように、配置されている。
先端部4aから、複数に分岐して、連通路12を避けるように、隣接する連通路12との間を通って、反対側(副室壁の周壁4b上部)に至る空洞状の容積部32が形成されている。
伝熱媒体34としては、水の沸点より高温域の約600Kから1000Kにて、固相から液相へ相変化を生じる物質を用いるのがよいが、常温においても液体である物質でも構わない。このような物質としては例えばナトリウムが公知であるが、単体の金属では、タリウムやマグネシウム等も類似の性質を有する。その他、テルル、過酸化ナトリウムなども、伝熱媒体34として利用可能である。また、伝熱媒体34は、単体、複合材のいずれでも構わない。
上記構成の圧縮行程では、主室2から副室4へ向けて、連通路12を通じて混合気が流入する。一方、燃焼膨張行程では、副室4内の燃焼に伴い、副室4から主室2へ向けて、連通路12を通じて、トーチ状の火炎ジェットが噴出し、主室2内の混合気を燃焼させる。なお、副室4内の圧力は、図4に示すように変動する。
そこで、本実施形態では、伝熱媒体34による副室4の熱交換(放熱)の促進により、副室4における冷却が困難な部位を冷却することによって、上記問題点を解決する。
一方、燃焼期間(燃焼後期)から次サイクルの吸気行程前までは、冷却水通路36を流れる冷却水により、周壁4b付近の伝熱媒体34が冷却され、先端部4a付近の伝熱媒体34との間に温度差が生じるとともに、主室2内の燃焼にともなう圧力変動による振動が、先端部4aを介して融解した伝熱媒体34に伝播する。これにより、容積部32の先端部4a付近と、反対側(周壁4b上部)と、の間で伝熱媒体34の対流が促進され、より高温な先端部4aから相対的に温度の低い周壁4b上部へと熱を移動させ、先端部4aを冷却するような熱交換を活発にする。
なお、低負荷域では、先端部4aから周壁4b上部へ熱を移動させることで、点火プラグ30の電極付近の温度を上昇させ、着火性を向上させることもできる。
さらに、冷却水通路36を容積部32と近接した配置としたため、伝熱媒体34による熱交換を一層促進できると同時に、冷却水通路36への放熱量の大部分は先端部4aから伝熱媒体34を介して伝達された熱量で占められ、副室4内の混合気からの放熱量の占める割合は抑えられる。また、伝熱媒体34は、冷却水通路36を流れる冷却水の沸点より高温域でも液相であるため、副室4(周壁4b)が、該冷却水によって冷却される場合よりも高温に保たれる。このため、副室4における冷却損失を抑制することが可能となり、高負荷域にてより高い熱効率で安定した運転が可能となる。
以下に、本発明における第2実施形態について説明する。
本実施形態は、図6,7に示すように、容積部32の断面積を周壁4b上部に近い位置ほど拡大した点で、前記第1実施形態と相違する。
以下に、本発明における第3実施形態について説明する。
これにより、周壁4b上部と伝熱媒体34とが熱交換する箇所が、集合部32a付近に限定されるため、周壁4b上部の過度な冷却を回避できる。したがって、副室4の冷却損失を抑制できるとともに、混合気の着火性が確保される。
以下に、本発明における第4実施形態について説明する。
本実施形態は、図10,11に示すように、容積部32を形成する面(内壁32b)のうち周壁4bに形成された部分に、略鉛直方向に延びる複数のフィン38を形成した点で、前記第1〜第3実施形態と相違する。
上記実施形態のほか、最も簡易な構成として、高負荷域の先端部4aの温度で相変化する伝熱媒体34を、先端部4aのみに封入する構成とすることもできる。この構成では、融解した伝熱媒体34の対流による先端部4aからの放熱効果は得られないが、相変化時の潜熱による先端部4aの温度上昇抑制のみでも、早期着火による異常燃焼を防止する効果がある。
4 副室
4a 先端部(副室先端部)
6 シリンダヘッド
8 シリンダブロック
12 連通路
30 点火プラグ
32 容積部
34 伝熱媒体
36 冷却水通路
38 フィン
Claims (9)
- 主たる燃焼室である主室と、連通路を介して該主室と連通し前記主室よりも小さい容積の副室と、該副室内の混合気に点火する点火プラグと、を備えた副室式内燃機関において、
前記副室壁内に空洞状の容積部を形成し、該容積部内に伝熱媒体を封入したことを特徴とする副室式内燃機関。 - 前記伝熱媒体は、機関の冷却水の沸点より高い温度域にて、固体と液体との間で相変化を生ずる物質としたことを特徴とする請求項1に記載の副室式内燃機関。
- 前記副室の中心軸は、機関の略鉛直方向に延び、
前記副室先端部は、機関の略鉛直下向きに前記主室へ向けて突出したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の副室式内燃機関。 - 機関の冷却水通路を、前記副室の一部を囲むように配置したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の副室式内燃機関。
- 前記冷却水通路を、前記容積部と近接した位置に配置したことを特徴とする請求項4に記載の副室式内燃機関。
- 前記容積部を、前記副室先端部から、前記連通路を避けて、反対側へ至るように配設したことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の副室式内燃機関。
- 前記容積部の断面積が、前記副室先端部から反対側へ向かうにつれて漸次拡大することを特徴とする請求項6に記載の副室式内燃機関。
- 前記容積部を形成する面に凹凸を設け、前記伝熱媒体との接触面積を大きくしたことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1つ記載の副室式内燃機関。
- 前記凹凸を、略鉛直方向に延びる複数のフィンによって形成したことを特徴とする請求項8に記載の副室式内燃機関。
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8757127B2 (en) | 2008-12-26 | 2014-06-24 | Mitsubishi Heavey Industries, Ltd. | Gas engine with spark plug and bore-cooling holes |
JP2014528040A (ja) * | 2011-09-20 | 2014-10-23 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングMAHLE International GmbH | 内燃機関に用いられるピストンおよび該ピストンを製造する方法 |
AT514055A5 (de) * | 2011-12-01 | 2015-03-15 | Cummins Ip Inc | Vorkammervorrichtung für einen Verbrennungsmotor |
DE102012102009B4 (de) * | 2011-03-21 | 2016-02-25 | Denso International America, Inc. | Kammerdeckel für Vorkammer-Zündkerzen und Zündkerzen mit einem solchen Kammerdeckel |
EP3181853A1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-21 | Caterpillar Energy Solutions GmbH | Prechamber assembly for internal combustion engine |
WO2018180294A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | 副室式ガスエンジン、および副室形成部材 |
EP3536922A1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-09-11 | Innio Jenbacher GmbH & Co OG | Prechamber device for combustion engine |
EP3551862A4 (en) * | 2016-12-09 | 2020-07-01 | Cummins Inc. | COMBUSTION CHAMBER DEVICE FOR A COMBUSTION ENGINE |
WO2021205600A1 (ja) * | 2020-04-09 | 2021-10-14 | 川崎重工業株式会社 | ガスエンジンの副室構造 |
US11909178B2 (en) | 2021-03-04 | 2024-02-20 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Prechamber spark plug with thermally enhanced prechamber cap |
-
2005
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Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8757127B2 (en) | 2008-12-26 | 2014-06-24 | Mitsubishi Heavey Industries, Ltd. | Gas engine with spark plug and bore-cooling holes |
DE102012102009B4 (de) * | 2011-03-21 | 2016-02-25 | Denso International America, Inc. | Kammerdeckel für Vorkammer-Zündkerzen und Zündkerzen mit einem solchen Kammerdeckel |
JP2014528040A (ja) * | 2011-09-20 | 2014-10-23 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングMAHLE International GmbH | 内燃機関に用いられるピストンおよび該ピストンを製造する方法 |
US10731599B2 (en) | 2011-09-20 | 2020-08-04 | Mahle International Gmbh | Piston for an internal combustion engine and method for producing same |
US9441528B2 (en) | 2011-12-01 | 2016-09-13 | Cummins Intellectual Property, Inc. | Prechamber device for internal combustion engine |
AT514055B1 (de) * | 2011-12-01 | 2016-02-15 | Cummins Ip Inc | Vorkammervorrichtung für einen Verbrennungsmotor |
US9217360B2 (en) | 2011-12-01 | 2015-12-22 | Cummins Intellectual Property, Inc. | Prechamber device for internal combustion engine |
AT514055A5 (de) * | 2011-12-01 | 2015-03-15 | Cummins Ip Inc | Vorkammervorrichtung für einen Verbrennungsmotor |
EP3181853A1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-21 | Caterpillar Energy Solutions GmbH | Prechamber assembly for internal combustion engine |
EP3551862A4 (en) * | 2016-12-09 | 2020-07-01 | Cummins Inc. | COMBUSTION CHAMBER DEVICE FOR A COMBUSTION ENGINE |
WO2018180294A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | 副室式ガスエンジン、および副室形成部材 |
JP2018168849A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | 副室式ガスエンジン、および副室形成部材 |
EP3536922A1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-09-11 | Innio Jenbacher GmbH & Co OG | Prechamber device for combustion engine |
WO2021205600A1 (ja) * | 2020-04-09 | 2021-10-14 | 川崎重工業株式会社 | ガスエンジンの副室構造 |
US11909178B2 (en) | 2021-03-04 | 2024-02-20 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Prechamber spark plug with thermally enhanced prechamber cap |
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