JPH01125555A - 火花点火機関の駆動方法 - Google Patents
火花点火機関の駆動方法Info
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- JPH01125555A JPH01125555A JP28089687A JP28089687A JPH01125555A JP H01125555 A JPH01125555 A JP H01125555A JP 28089687 A JP28089687 A JP 28089687A JP 28089687 A JP28089687 A JP 28089687A JP H01125555 A JPH01125555 A JP H01125555A
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- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
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Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、火花点火エンジンの駆動方法に関し、詳しく
は火花点火エンジンから排出される排気ガス中の有害成
分を減少させる火花点火機関の駆動方法に関する。
は火花点火エンジンから排出される排気ガス中の有害成
分を減少させる火花点火機関の駆動方法に関する。
火花点火エンジンは、内燃機関として小型軽量で高い出
力が得られること、ディーゼルエンジンに比較するとエ
ンジンからの排ガスがきれいである等の理由から、自動
車その他の駆動用内燃機関として広く利用されている。
力が得られること、ディーゼルエンジンに比較するとエ
ンジンからの排ガスがきれいである等の理由から、自動
車その他の駆動用内燃機関として広く利用されている。
しかし、大気中に放出する排気ガス中の炭化水素(以下
HCと記す)、−酸化炭素(以下COと記す)、窒素酸
化物(以下NoXと記す)等有害成分の濃度はまだ十分
低くなっているとは言い難く、環境汚染防止上、これら
有害成分を尚−層低減させることが社会的に要請されて
いる。
HCと記す)、−酸化炭素(以下COと記す)、窒素酸
化物(以下NoXと記す)等有害成分の濃度はまだ十分
低くなっているとは言い難く、環境汚染防止上、これら
有害成分を尚−層低減させることが社会的に要請されて
いる。
従来実用化されている有害成分を低減させる方法として
、エンジンの排ガスの一部はリサイクルして大気と共に
エンジンへ供給し、残りの排ガスはその中のIC,Co
、及びNOXの濃度を触媒を用いて低減させて大気中に
放出する方法がある。この方法は、排ガスをリサイクル
せずに駆動する方法と同様、排出するガス中の有害成分
の濃度を抑えるために、供給酸素量と燃料の完全燃焼に
必要な化学量論的酸素量との比λ が1あるいはそれに近い値に制限され、したがってエン
ジンにリサイクルされる排ガス量には限界があり、その
リサイクル量と大気に放出される排ガス量との比が15
〜25%程度に制限される。
、エンジンの排ガスの一部はリサイクルして大気と共に
エンジンへ供給し、残りの排ガスはその中のIC,Co
、及びNOXの濃度を触媒を用いて低減させて大気中に
放出する方法がある。この方法は、排ガスをリサイクル
せずに駆動する方法と同様、排出するガス中の有害成分
の濃度を抑えるために、供給酸素量と燃料の完全燃焼に
必要な化学量論的酸素量との比λ が1あるいはそれに近い値に制限され、したがってエン
ジンにリサイクルされる排ガス量には限界があり、その
リサイクル量と大気に放出される排ガス量との比が15
〜25%程度に制限される。
最近になって、エンジンの熱効率を高めると共に有害成
分の低減を狙った過薄混合気、即ち、λを1.2〜1.
7にした燃料濃度の薄い混合気をエンジンに供給し、燃
焼させる方法が提案されている。
分の低減を狙った過薄混合気、即ち、λを1.2〜1.
7にした燃料濃度の薄い混合気をエンジンに供給し、燃
焼させる方法が提案されている。
しかし、この方法は、排ガス中の過剰の残余酸素のため
、触媒がNOXの低下に対して有効に働かなくなり、有
害成分の除去が困難となる。
、触媒がNOXの低下に対して有効に働かなくなり、有
害成分の除去が困難となる。
このほか、酸素濃度を高めた空気をエンジンに給気して
火花点火エンジンを駆動する方法が提案された。しかし
、この方法は、ICやCOの濃度は低減するが、NOX
の濃度は反って増加することが明らかとなり、実用に供
し得るものとなっていない。
火花点火エンジンを駆動する方法が提案された。しかし
、この方法は、ICやCOの濃度は低減するが、NOX
の濃度は反って増加することが明らかとなり、実用に供
し得るものとなっていない。
本発明者は、上述の従来の問題点の解消について研究を
重ねた結果、NOxの生成がエンジンへの燃料混合気の
酸素モル分率〔0,〕と窒素モル分率〔N8〕との積〔
Ot〕 ・ 〔N8〕に深く関係し、〔0,〕 ・
(Nz)を低く保つようにすればNOXを低く抑える
ことが出来ること、それはエンジンに給気する空気中の
酸素濃度を低く抑える方法によって達成されることを見
出した。なお、前述の排ガスをリサイクルする方法も〔
0,〕 ・ (Ng)の値を小さくする方法ではある
が排ガス中の微粒子等がエンジンのシリンダー内面を損
傷してエンジンの寿命を短くするという欠点があり、こ
の点からも改良が望まれていた。
重ねた結果、NOxの生成がエンジンへの燃料混合気の
酸素モル分率〔0,〕と窒素モル分率〔N8〕との積〔
Ot〕 ・ 〔N8〕に深く関係し、〔0,〕 ・
(Nz)を低く保つようにすればNOXを低く抑える
ことが出来ること、それはエンジンに給気する空気中の
酸素濃度を低く抑える方法によって達成されることを見
出した。なお、前述の排ガスをリサイクルする方法も〔
0,〕 ・ (Ng)の値を小さくする方法ではある
が排ガス中の微粒子等がエンジンのシリンダー内面を損
傷してエンジンの寿命を短くするという欠点があり、こ
の点からも改良が望まれていた。
本発明は、上述の知見に基いてなされたものであり、大
気中に放出する排ガスのHC,CoおよびNO,量を著
しく低減して、エンジンを効率よく円滑に駆動すること
が容易にできる火花点火機関の駆動方法の提供を目的と
する。
気中に放出する排ガスのHC,CoおよびNO,量を著
しく低減して、エンジンを効率よく円滑に駆動すること
が容易にできる火花点火機関の駆動方法の提供を目的と
する。
本発明は、窒素濃度が大気中の濃度より高い窒素富化空
気をエンジンに給気することを特徴とする火花点火機関
の駆動方法にあり、この構成によって前記目的を達成す
る。
気をエンジンに給気することを特徴とする火花点火機関
の駆動方法にあり、この構成によって前記目的を達成す
る。
以下、本発明を実施例によって説明する。
本発明の駆動方法において、エンジンに給気する窒素富
化空気中の酸素濃度が12〜18%の空気を用いて、λ
を1.00または1.20の一定になるようにした場合
、エンジンに給気する窒素富化空気と燃料との重量比M
R 給気ガス量(重N) および〔O1〕 ・ 〔N2〕の関係は第1表に示し
たようになるi第1表において第1欄の酸素濃度はエン
ジンに給気する窒素富化空気中の酸素濃度を示す。なお
、比較のため第1表の下欄に大気のみを給気してλを1
.00の一定になるようにした場合を示したが、両者を
較べると、本発明の方法によった場合は〔O1〕 ・〔
N!〕の値を小さくすることができることがわかる。そ
して、これにより排ガス中のNOX濃度を低く保つこと
ができる。この〔O2〕 ・ 〔Nt〕値の好ましい
範囲は0.10〜0.14であり、特に好ましい範囲は
0.11〜0.13である。
化空気中の酸素濃度が12〜18%の空気を用いて、λ
を1.00または1.20の一定になるようにした場合
、エンジンに給気する窒素富化空気と燃料との重量比M
R 給気ガス量(重N) および〔O1〕 ・ 〔N2〕の関係は第1表に示し
たようになるi第1表において第1欄の酸素濃度はエン
ジンに給気する窒素富化空気中の酸素濃度を示す。なお
、比較のため第1表の下欄に大気のみを給気してλを1
.00の一定になるようにした場合を示したが、両者を
較べると、本発明の方法によった場合は〔O1〕 ・〔
N!〕の値を小さくすることができることがわかる。そ
して、これにより排ガス中のNOX濃度を低く保つこと
ができる。この〔O2〕 ・ 〔Nt〕値の好ましい
範囲は0.10〜0.14であり、特に好ましい範囲は
0.11〜0.13である。
第1表の例に限らず、窒素富化空気中の酸素濃度が10
%〜20%の範囲にあるものが好ましく用いられ、酸素
濃度がこの範囲よりも高くなると上述の効果が低下する
よう′になるし、この範囲より低くなると、燃焼が不安
定になりエンジンの駆動が困難となる。このような窒素
富化空気を用いた場合は、λが0.90〜1.20の範
囲でエンジンを円滑に駆動することができる。さらに効
率よく、しかも排ガス中のIC,COおよびNOX濃度
を低く抑えた駆動をなし得る上で、λを0.95〜1,
10の範囲でほぼ一定に保つようにすることが好ましい
。
%〜20%の範囲にあるものが好ましく用いられ、酸素
濃度がこの範囲よりも高くなると上述の効果が低下する
よう′になるし、この範囲より低くなると、燃焼が不安
定になりエンジンの駆動が困難となる。このような窒素
富化空気を用いた場合は、λが0.90〜1.20の範
囲でエンジンを円滑に駆動することができる。さらに効
率よく、しかも排ガス中のIC,COおよびNOX濃度
を低く抑えた駆動をなし得る上で、λを0.95〜1,
10の範囲でほぼ一定に保つようにすることが好ましい
。
本発明のような駆動方法において、種々の酸素濃度の窒
素富化空気を用い、λを1.00に保つようにした場合
、少なくとも酸素濃度20%以下の窒素富化空気を用い
てエンジンを駆動すれば、排ガス中のHC,Goの濃度
を低く抑えることができ、しかも酸素と窒素の反応が抑
制されNO,の生成も少なくなる。
素富化空気を用い、λを1.00に保つようにした場合
、少なくとも酸素濃度20%以下の窒素富化空気を用い
てエンジンを駆動すれば、排ガス中のHC,Goの濃度
を低く抑えることができ、しかも酸素と窒素の反応が抑
制されNO,の生成も少なくなる。
以上述べたような本発明の駆動方法は第1図に示したよ
うな装置により実施できる。
うな装置により実施できる。
第1図において、■は火花点火エンジン、2はエンジン
の排ガス路、3は排ガス、4は給気マニホールド、5は
窒素富化空気の発生装置、6は窒素富化空気の流量調節
弁、7は大気の流量調節弁、8は大気である。
の排ガス路、3は排ガス、4は給気マニホールド、5は
窒素富化空気の発生装置、6は窒素富化空気の流量調節
弁、7は大気の流量調節弁、8は大気である。
窒素富化空気の発生装置5は、窒素濃度が80%以上の
窒素富化空気を供給できるものであればどのような装置
であってもよい。例えば、窒素ガスまたは或いは液化窒
素を収容した容器からの窒素乏大気に混合する装置、吸
着剤を用いて大気から窒素富化空気を得る装置、または
膜によって大気から窒素富化空気を得る膜装置等が用い
られ、特に選択吸着や膜によるものが好ましい。そして
選択吸着による窒素富化空気発生装置では、小型軽量の
プレッシャースイング方式の採用が好ましく、膜による
窒素富化空気発生装置では、発生装置・(大気の供給や
発生装置からの窒素富化空気の取り出しに機械式やエン
ジンの排気を利用した過給器や真空ブロワ−を用いるこ
とが好ましい。
窒素富化空気を供給できるものであればどのような装置
であってもよい。例えば、窒素ガスまたは或いは液化窒
素を収容した容器からの窒素乏大気に混合する装置、吸
着剤を用いて大気から窒素富化空気を得る装置、または
膜によって大気から窒素富化空気を得る膜装置等が用い
られ、特に選択吸着や膜によるものが好ましい。そして
選択吸着による窒素富化空気発生装置では、小型軽量の
プレッシャースイング方式の採用が好ましく、膜による
窒素富化空気発生装置では、発生装置・(大気の供給や
発生装置からの窒素富化空気の取り出しに機械式やエン
ジンの排気を利用した過給器や真空ブロワ−を用いるこ
とが好ましい。
エンジンの回転数あるいはエンジンの出力に応じて排ガ
ス中の有害成分の濃度が変化するので、有害成分の濃度
をできるだけ低い範囲にコントロールすることが望まし
い。この目的を達成するため、第1図の駆動装置では、
流量調節弁6,7とマニホールド4の間の図示を省略し
た気化器に窒素富化空気を給気する直前で酸素濃度ある
いは窒素濃度を検出し、その検出情報に基いて流!調節
弁6,7と気化器への燃料供給を制御して、駆動条件を
満足するようにしている。
ス中の有害成分の濃度が変化するので、有害成分の濃度
をできるだけ低い範囲にコントロールすることが望まし
い。この目的を達成するため、第1図の駆動装置では、
流量調節弁6,7とマニホールド4の間の図示を省略し
た気化器に窒素富化空気を給気する直前で酸素濃度ある
いは窒素濃度を検出し、その検出情報に基いて流!調節
弁6,7と気化器への燃料供給を制御して、駆動条件を
満足するようにしている。
本発明の火花点火機関の駆動法によれば、容易に排ガス
中の有害成分を低く抑えたエンジンの効率よい円滑な運
転ができるという優れた効果をえることができる。
中の有害成分を低く抑えたエンジンの効率よい円滑な運
転ができるという優れた効果をえることができる。
第1図は本発明の方法を実施する駆動装置の一例を示す
概要構成図である。 1・・・火花点火エンジン、 2・・・排ガス路、 3・・・排ガス、 4・・・給気マニホールド、 5・・・窒素富化空気発生装置、 6・・・窒素富化空気の流量調節弁、 7・・・大気の流量調節弁、 8・・・大気。
概要構成図である。 1・・・火花点火エンジン、 2・・・排ガス路、 3・・・排ガス、 4・・・給気マニホールド、 5・・・窒素富化空気発生装置、 6・・・窒素富化空気の流量調節弁、 7・・・大気の流量調節弁、 8・・・大気。
Claims (4)
- (1)火花点火機関において、窒素濃度が大気中の窒素
濃度より高い窒素富化空気をエンジンに給気することを
特徴とする火花点火機関の駆動方法。 - (2)前記給気における酸素の量と燃料が化学量論的に
完全燃焼するに必要な酸素量との比λを0.9〜1.2
の範囲に維持するようにした特許請求の範囲第1項記載
の火花点火機関の駆動方法。 - (3)前記窒素富化空気中の窒素濃度が体積百分率で8
0%乃至92%の範囲にあり、且つ、前記給気における
酸素の量が、窒素富化空気発生装置からの空気と大気と
を混合して制御される特許請求の範囲第2項記載の火花
点火機関の駆動方法。 - (4)前記制御がエンジンに給気する流路中に設けた流
量制御弁によって、エンジンに供給される燃料の量に対
応して行われる特許請求の範囲第3項記載の火花点火機
関の駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28089687A JPH01125555A (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 火花点火機関の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28089687A JPH01125555A (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 火花点火機関の駆動方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01125555A true JPH01125555A (ja) | 1989-05-18 |
Family
ID=17631451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28089687A Pending JPH01125555A (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 火花点火機関の駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01125555A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6939517B2 (en) | 2000-07-25 | 2005-09-06 | Toshiaki Ooe | Nitrogen oxide reducing system for diesel engine and nitrogen gas generating device |
JP2012107601A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Hino Motors Ltd | 内燃機関 |
-
1987
- 1987-11-09 JP JP28089687A patent/JPH01125555A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6939517B2 (en) | 2000-07-25 | 2005-09-06 | Toshiaki Ooe | Nitrogen oxide reducing system for diesel engine and nitrogen gas generating device |
JP2012107601A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Hino Motors Ltd | 内燃機関 |
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