JP3039155B2 - ディーゼルエンジンの燃料燃焼促進方法 - Google Patents
ディーゼルエンジンの燃料燃焼促進方法Info
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- JP3039155B2 JP3039155B2 JP4233562A JP23356292A JP3039155B2 JP 3039155 B2 JP3039155 B2 JP 3039155B2 JP 4233562 A JP4233562 A JP 4233562A JP 23356292 A JP23356292 A JP 23356292A JP 3039155 B2 JP3039155 B2 JP 3039155B2
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- Japan
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- fuel
- injection
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- diesel engine
- injection valve
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Classifications
-
- 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
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機関の運転状態に応じ
た燃料量を噴射（メイン噴射）するのに先立ってパイロ
ット噴射を行うディーゼルエンジンの燃料燃焼促進方法
に関する。
た燃料量を噴射（メイン噴射）するのに先立ってパイロ
ット噴射を行うディーゼルエンジンの燃料燃焼促進方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開昭６０−１２５７５４号公報
に機関の運転状態に応じた燃料量を噴射（メイン噴射）
するのに先立ってパイロット噴射を行い円滑な燃焼、緩
やかな燃焼を実現し燃焼速度を遅くすることによりディ
ーゼルノック等を防止することを目的としたディーゼル
エンジンの燃料噴射装置が開示されている。
に機関の運転状態に応じた燃料量を噴射（メイン噴射）
するのに先立ってパイロット噴射を行い円滑な燃焼、緩
やかな燃焼を実現し燃焼速度を遅くすることによりディ
ーゼルノック等を防止することを目的としたディーゼル
エンジンの燃料噴射装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記技術の
ようにパイロット噴射、メイン噴射を行って燃焼促進を
狙った技術であっても、燃料噴射ノズルから噴射される
加圧燃料の拡散及び微粒化に関しては燃料噴射ノズルの
性能、精度等に限界があり十分とは言えない。このた
め、燃料と空気との混合気濃度にバラツキが生じてしま
い、この結果、燃焼が不完全燃焼となりスモークを排出
しやすいという問題があった。
ようにパイロット噴射、メイン噴射を行って燃焼促進を
狙った技術であっても、燃料噴射ノズルから噴射される
加圧燃料の拡散及び微粒化に関しては燃料噴射ノズルの
性能、精度等に限界があり十分とは言えない。このた
め、燃料と空気との混合気濃度にバラツキが生じてしま
い、この結果、燃焼が不完全燃焼となりスモークを排出
しやすいという問題があった。
【０００４】そこで本発明は、パイロット噴射が行われ
た後、且つメイン噴射が行われる前に空気噴射を行うこ
とにより燃料と空気を十分に予混合させる。そして、燃
料と空気を十分に予混合させて混合気濃度を均一にし、
その後メイン噴射を行うことにより燃焼を完全燃焼させ
てスモークの排出量を低減させることを目的としてい
る。
た後、且つメイン噴射が行われる前に空気噴射を行うこ
とにより燃料と空気を十分に予混合させる。そして、燃
料と空気を十分に予混合させて混合気濃度を均一にし、
その後メイン噴射を行うことにより燃焼を完全燃焼させ
てスモークの排出量を低減させることを目的としてい
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、同一行程中に
パイロット噴射とそれに続くメイン噴射とを行って燃料
の燃焼を促進させるディーゼルエンジンの燃料燃焼促進
方法において、パイロット噴射が行われた後に空気噴射
を行って、その空気とパイロット噴射における燃料とを
混合させて予混合気を形成し、つぎにメイン噴射を行っ
て前記予混合気をメイン噴射における燃料と共に燃焼さ
せることを特徴とする。
パイロット噴射とそれに続くメイン噴射とを行って燃料
の燃焼を促進させるディーゼルエンジンの燃料燃焼促進
方法において、パイロット噴射が行われた後に空気噴射
を行って、その空気とパイロット噴射における燃料とを
混合させて予混合気を形成し、つぎにメイン噴射を行っ
て前記予混合気をメイン噴射における燃料と共に燃焼さ
せることを特徴とする。
【０００６】
【作用】パイロット噴射された加圧燃料に対して加圧空
気を噴射することにより加圧燃料が拡散及び微粒化する
ため、燃料と空気が十分に予混合され混合気濃度が均一
となる。またパイロット噴射の噴霧燃料の気化が促進さ
れ、それに伴って上死点付近における雰囲気温度が低下
するから、メイン噴射における燃料が燃焼する際に局部
的な温度上昇が生じず、その結果、ＮＯｘの発生が抑制
される。
気を噴射することにより加圧燃料が拡散及び微粒化する
ため、燃料と空気が十分に予混合され混合気濃度が均一
となる。またパイロット噴射の噴霧燃料の気化が促進さ
れ、それに伴って上死点付近における雰囲気温度が低下
するから、メイン噴射における燃料が燃焼する際に局部
的な温度上昇が生じず、その結果、ＮＯｘの発生が抑制
される。
【０００７】
【実施例】本発明を具体化した一実施例を以下に説明す
る。図２は、本発明のディーゼルエンジンの燃料燃焼促
進方法が適用される燃焼室１であり、ピストン２頂部の
凹部、シリンダ３及びシリンダヘッド４により形成され
ている。また、燃焼室１に向けてパイロット噴射、それ
に続くメイン噴射を行うための燃料噴射弁５及び空気噴
射を行うための空気噴射弁６がシリンダヘッド４に設け
られている。燃料噴射弁５は燃料噴射方向を燃焼室１中
心に向ける噴口を有する単孔噴射弁であり、空気噴射弁
６はその先端に空気噴射方向を燃焼室１中心に向ける噴
口と、空気噴射方向を燃焼室１周方向に向ける噴口とを
有する多孔噴射弁である。また、空気噴射弁６にはドー
ナツ形状をした衝突板７が取り付けられており、衝突板
７の中心に開けられた孔は燃料噴射弁５の噴射方向（燃
焼室１中心方向）線上に設けられている。衝突板７及び
衝突板７の中心に開けられた孔の大きさ及び位置は、燃
料噴射弁５からその孔を通って噴射された噴射燃料は燃
焼室１中心方向を、また、その孔を通らなかった噴射燃
料は衝突板７の中心に設けられた孔の周辺に衝突するこ
とにより燃焼室１周方向を指向するように形成されてい
る。
る。図２は、本発明のディーゼルエンジンの燃料燃焼促
進方法が適用される燃焼室１であり、ピストン２頂部の
凹部、シリンダ３及びシリンダヘッド４により形成され
ている。また、燃焼室１に向けてパイロット噴射、それ
に続くメイン噴射を行うための燃料噴射弁５及び空気噴
射を行うための空気噴射弁６がシリンダヘッド４に設け
られている。燃料噴射弁５は燃料噴射方向を燃焼室１中
心に向ける噴口を有する単孔噴射弁であり、空気噴射弁
６はその先端に空気噴射方向を燃焼室１中心に向ける噴
口と、空気噴射方向を燃焼室１周方向に向ける噴口とを
有する多孔噴射弁である。また、空気噴射弁６にはドー
ナツ形状をした衝突板７が取り付けられており、衝突板
７の中心に開けられた孔は燃料噴射弁５の噴射方向（燃
焼室１中心方向）線上に設けられている。衝突板７及び
衝突板７の中心に開けられた孔の大きさ及び位置は、燃
料噴射弁５からその孔を通って噴射された噴射燃料は燃
焼室１中心方向を、また、その孔を通らなかった噴射燃
料は衝突板７の中心に設けられた孔の周辺に衝突するこ
とにより燃焼室１周方向を指向するように形成されてい
る。
【０００８】図３に本発明のディーゼルエンジンの燃料
燃焼促進方法が適用されるディーゼルエンジンの燃料燃
焼促進装置の概略図を示す。燃料噴射弁５に燃料を供給
するための分配型燃料噴射ポンプ８は、ディーゼルエン
ジン１０のクランク軸１１からの回転駆動力によりクラ
ンク軸１１に同期して作動し、燃料噴射弁５に加圧燃料
を供給する。この分配型燃料噴射ポンプ８は、機関の運
転状態に応じた燃料量を噴射（メイン噴射）するのに先
立ってパイロット噴射を行う燃料噴射ポンプであり、こ
のために、燃料噴射弁５はパイロット噴射とそれに続く
メイン噴射を行う構成となる。また、空気噴射ポンプ９
も分配型燃料噴射ポンプ８と同様に、ディーゼルエンジ
ン１０のクランク軸１１からの回転駆動力によりクラン
ク軸１１に同期して作動する。この空気噴射ポンプ９
は、空気を圧送する以外は分配型燃料噴射ポンプ８と同
じ構造を有し、空気噴射弁６に加圧空気を供給する。
燃焼促進方法が適用されるディーゼルエンジンの燃料燃
焼促進装置の概略図を示す。燃料噴射弁５に燃料を供給
するための分配型燃料噴射ポンプ８は、ディーゼルエン
ジン１０のクランク軸１１からの回転駆動力によりクラ
ンク軸１１に同期して作動し、燃料噴射弁５に加圧燃料
を供給する。この分配型燃料噴射ポンプ８は、機関の運
転状態に応じた燃料量を噴射（メイン噴射）するのに先
立ってパイロット噴射を行う燃料噴射ポンプであり、こ
のために、燃料噴射弁５はパイロット噴射とそれに続く
メイン噴射を行う構成となる。また、空気噴射ポンプ９
も分配型燃料噴射ポンプ８と同様に、ディーゼルエンジ
ン１０のクランク軸１１からの回転駆動力によりクラン
ク軸１１に同期して作動する。この空気噴射ポンプ９
は、空気を圧送する以外は分配型燃料噴射ポンプ８と同
じ構造を有し、空気噴射弁６に加圧空気を供給する。
【０００９】次に、本実施例の作用について図１、図４
にて説明する。図１のフローチャートに示されるよう
に、まずステップ１０１で燃焼室１に向けて燃料噴射弁
５からパイロット噴射が行われる。次に、ステップ１０
２で燃焼室１に向けて空気噴射弁６から空気噴射が行わ
れる。次に、ステップ１０３で燃焼室１に向けて燃料噴
射弁５からメイン噴射が行われる。そして、ステップ１
０４で再び燃焼室１に向けて空気噴射弁６から空気噴射
が行われる。次に図４に基づいてより詳しく本実施例の
作用について説明する。ディーゼルエンジン１０の圧縮
行程途中時期Ａ（ピストン２が上死点に達する途中）
に、燃料噴射弁５から加圧燃料が噴射される。（パイロ
ット噴射） この際、燃料噴射弁５から噴射された加圧燃料の一部は
空気噴射弁６に取り付けられた衝突板７の孔を通って燃
焼室１中心方向を指向し、その他の加圧燃料は衝突板７
の孔周辺に衝突して燃焼室１周方向を指向する。燃料噴
射弁５からのパイロット噴射が終了すると、ディーゼル
エンジン１０の圧縮行程途中時期Ｂ（圧縮行程途中時期
Ａよりピストン２が上死点に近づいた時期）に、空気噴
射弁６から加圧空気が噴射される。この際、空気噴射弁
６から噴射された加圧空気は複数の噴口から燃焼室１中
心方向及び燃焼室１周方向を指向する。圧縮行程途中時
期Ｂに複数の噴口を有する空気噴射弁６から加圧空気が
噴射されることにより、圧縮行程途中時期Ａに燃焼室１
の中心方向及び周方向を指向して噴射された加圧燃料を
拡散及び微粒化させ、この結果、燃料と空気が十分に予
混合され、混合気の濃度が均一化される。次に、ディー
ゼルエンジン１０の圧縮行程終了時期Ｃ（ピストン２が
上死点に達する直前）になると、再び燃料噴射弁５から
加圧燃料が噴射される。（メイン噴射） この際もパイロット噴射時と同様に、燃料噴射弁５から
噴射された加圧燃料の一部は空気噴射弁６に取り付けら
れた衝突板７の孔を通って燃焼室１中心方向を指向し、
その他の加圧燃料は衝突板７の孔周辺に衝突して燃焼室
１周方向を指向する。このディーゼルエンジン１０の圧
縮行程終了時期Ｃ時点で混合気が圧縮着火し、燃焼し始
める。この時の燃焼は、従来のディーゼルエンジンの燃
料噴射装置によるパイロット噴射とそれに続くメイン噴
射を行うのみのものに比べ、パイロット噴射された加圧
燃料に対して加圧空気を噴射することにより加圧燃料が
拡散及び微粒化するため、燃料と空燃料と空気が十分に
予混合され完全燃焼となる。ディーゼルエンジン１０の
爆発行程途中時期Ｄ（ピストン２が下死点に達する途中
であり、燃焼後期）になると、再び空気噴射弁６から加
圧空気が噴射される。この際も圧縮行程途中時期Ｂに空
気噴射弁６から加圧空気が噴射された時と同様に空気噴
射弁６から噴射された加圧空気は複数の噴口から燃焼室
１中心方向及び燃焼室１周方向を指向する。燃焼後期に
空気噴射弁６から加圧空気を噴射することにより、燃焼
室１内の燃焼中の混合気が乱される。この結果、酸欠状
態にある燃焼後期に生成されるスス等の未燃成分が酸化
されスモークの排出抑制となる。また、燃焼室１内の燃
焼中の混合気に、部分的に高温部が存在していたとして
も、空気噴射弁６から加圧空気を噴射することにより混
合気の部分的な高温部が拡散されて、サーマルＮＯｘが
抑制される。また、燃料噴射弁５から噴射された加圧燃
料は燃焼室１隔壁及び衝突板７に付着するが、空気噴射
弁６から加圧空気を噴射することによりそれらの付着燃
料を飛散させ、よって燃焼室１隔壁及び衝突板７に部分
的な高温部が存在することを抑制することができ、サー
マルＮＯｘ及びディーゼルノックを低減できる。尚、本
実施例では分配型燃料噴射ポンプ８によりパイロット噴
射とそれに続くメイン噴射とを行っているが、パイロッ
ト噴射とそれに続くメイン噴射を行う作用を有する燃料
噴射弁を用いてもよい。本実施例では、燃料噴射弁５か
ら噴射された加圧燃料が衝突板７を有した構成となって
いるが、衝突板７を有さない構成であっても本発明の作
用、効果を呈することは無論である。本実施例では、燃
料噴射弁５によりパイロット噴射、メイン噴射が行われ
た後それぞれに空気噴射弁６から加圧空気を噴射してい
るが、メイン噴射が行われた後には加圧空気を噴射しな
くとも本発明の作用、効果を呈することは無論である。
にて説明する。図１のフローチャートに示されるよう
に、まずステップ１０１で燃焼室１に向けて燃料噴射弁
５からパイロット噴射が行われる。次に、ステップ１０
２で燃焼室１に向けて空気噴射弁６から空気噴射が行わ
れる。次に、ステップ１０３で燃焼室１に向けて燃料噴
射弁５からメイン噴射が行われる。そして、ステップ１
０４で再び燃焼室１に向けて空気噴射弁６から空気噴射
が行われる。次に図４に基づいてより詳しく本実施例の
作用について説明する。ディーゼルエンジン１０の圧縮
行程途中時期Ａ（ピストン２が上死点に達する途中）
に、燃料噴射弁５から加圧燃料が噴射される。（パイロ
ット噴射） この際、燃料噴射弁５から噴射された加圧燃料の一部は
空気噴射弁６に取り付けられた衝突板７の孔を通って燃
焼室１中心方向を指向し、その他の加圧燃料は衝突板７
の孔周辺に衝突して燃焼室１周方向を指向する。燃料噴
射弁５からのパイロット噴射が終了すると、ディーゼル
エンジン１０の圧縮行程途中時期Ｂ（圧縮行程途中時期
Ａよりピストン２が上死点に近づいた時期）に、空気噴
射弁６から加圧空気が噴射される。この際、空気噴射弁
６から噴射された加圧空気は複数の噴口から燃焼室１中
心方向及び燃焼室１周方向を指向する。圧縮行程途中時
期Ｂに複数の噴口を有する空気噴射弁６から加圧空気が
噴射されることにより、圧縮行程途中時期Ａに燃焼室１
の中心方向及び周方向を指向して噴射された加圧燃料を
拡散及び微粒化させ、この結果、燃料と空気が十分に予
混合され、混合気の濃度が均一化される。次に、ディー
ゼルエンジン１０の圧縮行程終了時期Ｃ（ピストン２が
上死点に達する直前）になると、再び燃料噴射弁５から
加圧燃料が噴射される。（メイン噴射） この際もパイロット噴射時と同様に、燃料噴射弁５から
噴射された加圧燃料の一部は空気噴射弁６に取り付けら
れた衝突板７の孔を通って燃焼室１中心方向を指向し、
その他の加圧燃料は衝突板７の孔周辺に衝突して燃焼室
１周方向を指向する。このディーゼルエンジン１０の圧
縮行程終了時期Ｃ時点で混合気が圧縮着火し、燃焼し始
める。この時の燃焼は、従来のディーゼルエンジンの燃
料噴射装置によるパイロット噴射とそれに続くメイン噴
射を行うのみのものに比べ、パイロット噴射された加圧
燃料に対して加圧空気を噴射することにより加圧燃料が
拡散及び微粒化するため、燃料と空燃料と空気が十分に
予混合され完全燃焼となる。ディーゼルエンジン１０の
爆発行程途中時期Ｄ（ピストン２が下死点に達する途中
であり、燃焼後期）になると、再び空気噴射弁６から加
圧空気が噴射される。この際も圧縮行程途中時期Ｂに空
気噴射弁６から加圧空気が噴射された時と同様に空気噴
射弁６から噴射された加圧空気は複数の噴口から燃焼室
１中心方向及び燃焼室１周方向を指向する。燃焼後期に
空気噴射弁６から加圧空気を噴射することにより、燃焼
室１内の燃焼中の混合気が乱される。この結果、酸欠状
態にある燃焼後期に生成されるスス等の未燃成分が酸化
されスモークの排出抑制となる。また、燃焼室１内の燃
焼中の混合気に、部分的に高温部が存在していたとして
も、空気噴射弁６から加圧空気を噴射することにより混
合気の部分的な高温部が拡散されて、サーマルＮＯｘが
抑制される。また、燃料噴射弁５から噴射された加圧燃
料は燃焼室１隔壁及び衝突板７に付着するが、空気噴射
弁６から加圧空気を噴射することによりそれらの付着燃
料を飛散させ、よって燃焼室１隔壁及び衝突板７に部分
的な高温部が存在することを抑制することができ、サー
マルＮＯｘ及びディーゼルノックを低減できる。尚、本
実施例では分配型燃料噴射ポンプ８によりパイロット噴
射とそれに続くメイン噴射とを行っているが、パイロッ
ト噴射とそれに続くメイン噴射を行う作用を有する燃料
噴射弁を用いてもよい。本実施例では、燃料噴射弁５か
ら噴射された加圧燃料が衝突板７を有した構成となって
いるが、衝突板７を有さない構成であっても本発明の作
用、効果を呈することは無論である。本実施例では、燃
料噴射弁５によりパイロット噴射、メイン噴射が行われ
た後それぞれに空気噴射弁６から加圧空気を噴射してい
るが、メイン噴射が行われた後には加圧空気を噴射しな
くとも本発明の作用、効果を呈することは無論である。
【００１０】
【発明の効果】本発明では、パイロット噴射された燃料
と空気が予混合され、濃度が均一である混合気に向けて
メイン噴射を行うため、混合気の燃焼が完全燃焼となり
スモークを抑制することが出来る。また、燃料噴射弁か
ら噴射された燃料が燃焼室隔壁に付着しても、燃料噴射
の後に空気噴射を行うことにより付着燃料を飛散させる
ことが出来るので、燃焼室隔壁に部分的な高温部が存在
せず、よってサーマルＮＯｘ及びディーゼルノックを低
減できる。
と空気が予混合され、濃度が均一である混合気に向けて
メイン噴射を行うため、混合気の燃焼が完全燃焼となり
スモークを抑制することが出来る。また、燃料噴射弁か
ら噴射された燃料が燃焼室隔壁に付着しても、燃料噴射
の後に空気噴射を行うことにより付着燃料を飛散させる
ことが出来るので、燃焼室隔壁に部分的な高温部が存在
せず、よってサーマルＮＯｘ及びディーゼルノックを低
減できる。
【図１】本発明の一実施例の作用を示すフローチャー
ト。
ト。
【図２】本発明の一実施例が適用される燃焼室の一実施
例。
例。
【図３】本発明の一実施例が適用される燃料燃焼促進装
置の概略図。
置の概略図。
【図４】本発明の一実施例の作用を説明するための図。
１・・・燃焼室 ２・・・ピストン ３・・・シリンダ ４・・・シリンダヘッド ５・・・燃料噴射弁 ６・・・空気噴射弁 ７・・・衝突板 ８・・・分配型燃料噴射ポンプ ９・・・空気噴射ポンプ １０・・・ディーゼルエンジン １１・・・クランク軸
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 45/00 F02M 45/02 F02M 45/04 F02M 45/08 F02M 67/02 F02M 67/14 F02B 23/00 F02B 23/02 F02B 23/06
Claims (1)
- 【請求項１】同一行程中にパイロット噴射とそれに続く
メイン噴射とを行って燃料の燃焼を促進させるディーゼ
ルエンジンの燃料燃焼促進方法において、 パイロット噴射が行われた後に空気噴射を行って、その
空気とパイロット噴射における燃料とを混合させて予混
合気を形成し、つぎにメイン噴射を行って前記予混合気
をメイン噴射における燃料と共に燃焼させることを特徴
とするディーゼルエンジンの燃料燃焼促進方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233562A JP3039155B2 (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | ディーゼルエンジンの燃料燃焼促進方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233562A JP3039155B2 (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | ディーゼルエンジンの燃料燃焼促進方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0681744A JPH0681744A (ja) | 1994-03-22 |
| JP3039155B2 true JP3039155B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=16957017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4233562A Expired - Lifetime JP3039155B2 (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | ディーゼルエンジンの燃料燃焼促進方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3039155B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3952710B2 (ja) * | 2001-08-06 | 2007-08-01 | 日産自動車株式会社 | 圧縮自己着火式内燃機関 |
| KR100520518B1 (ko) * | 2002-10-04 | 2005-10-11 | 현대자동차주식회사 | 디젤 엔진의 매연 저감 제어장치 및 방법 |
| FR2896273A1 (fr) * | 2006-01-18 | 2007-07-20 | Renault Sas | Dispositif d'injection de gaz haute pression dans un cylindre de moteur a combustion |
| US7793638B2 (en) * | 2006-04-20 | 2010-09-14 | Sturman Digital Systems, Llc | Low emission high performance engines, multiple cylinder engines and operating methods |
-
1992
- 1992-09-01 JP JP4233562A patent/JP3039155B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0681744A (ja) | 1994-03-22 |
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