JPH03253763A - 内燃機関と燃料噴射方式並びに燃料供給装置 - Google Patents
内燃機関と燃料噴射方式並びに燃料供給装置Info
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- JPH03253763A JPH03253763A JP2052249A JP5224990A JPH03253763A JP H03253763 A JPH03253763 A JP H03253763A JP 2052249 A JP2052249 A JP 2052249A JP 5224990 A JP5224990 A JP 5224990A JP H03253763 A JPH03253763 A JP H03253763A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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-
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- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
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- F02B23/0636—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space having a substantially flat and horizontal bottom
-
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電気エネルギー着火による内燃機関と混合気供
給方式に関する。
給方式に関する。
省エネルギーと環境保全に大きく係る火花点火内燃機関
の燃焼技術は、燃焼化学反応の前提である物理的条件の
整合が重要であり、これに関する−３− 多くの研究開発が行なわれている。これら技術のうち、
燃料の供給方法に関しては気化器の電子化やＩ’Ｆ工方
式が現在の主流となっている。しかしこれらによる予混
合燃焼方式においては圧縮比を更に高めることはノッキ
ング現象によって不可能とされており、また軽負荷時・
アイドリング時等には給気絞り作用を大とする必要が生
ずる等、現予混合燃焼方式では更に熱効率を高めること
はできない。
の燃焼技術は、燃焼化学反応の前提である物理的条件の
整合が重要であり、これに関する−３− 多くの研究開発が行なわれている。これら技術のうち、
燃料の供給方法に関しては気化器の電子化やＩ’Ｆ工方
式が現在の主流となっている。しかしこれらによる予混
合燃焼方式においては圧縮比を更に高めることはノッキ
ング現象によって不可能とされており、また軽負荷時・
アイドリング時等には給気絞り作用を大とする必要が生
ずる等、現予混合燃焼方式では更に熱効率を高めること
はできない。
この問題を改善すべく燃料直噴方式あるいは層状給気燃
焼方式等による新技術の開発が求められているが、可能
性を有する新燃焼技術構築には従来燃料供給方式より更
に確実で安価な燃料噴射系と燃焼方式の開発が必要であ
り、今後の課題とされている。
焼方式等による新技術の開発が求められているが、可能
性を有する新燃焼技術構築には従来燃料供給方式より更
に確実で安価な燃料噴射系と燃焼方式の開発が必要であ
り、今後の課題とされている。
現在、火花点火機関の熱効率向上と排気の低公害化に有
効な燃料直噴燃焼方式においては、重要部分である燃料
直噴供給装置の構造が複雑であり高価なことが問題とな
っている。更に現在の直噴方式においては燃料供給孔が
直接的に燃焼圧力・温度の影響をうけるため、噴射弁の
耐久性・信頼性に問題ありとされている。
効な燃料直噴燃焼方式においては、重要部分である燃料
直噴供給装置の構造が複雑であり高価なことが問題とな
っている。更に現在の直噴方式においては燃料供給孔が
直接的に燃焼圧力・温度の影響をうけるため、噴射弁の
耐久性・信頼性に問題ありとされている。
また現用自動車用エンジンの主流である予混合燃焼方式
においては特に出力を必要としないアイドリング時や市
内走行時等の低負荷域において絞り損失が大であるため
、貴重な燃料エネルギーを浪費する大ぎな問題点を有し
ている。
においては特に出力を必要としないアイドリング時や市
内走行時等の低負荷域において絞り損失が大であるため
、貴重な燃料エネルギーを浪費する大ぎな問題点を有し
ている。
本発明は新しい混合気の供給技術を提示し、これによっ
て確実・安価な層状給気方式を構築して圧縮比を高める
ことと、絞り損失を低減してエンジン熱効率を高め、省
エネルギーを図るものである。
て確実・安価な層状給気方式を構築して圧縮比を高める
ことと、絞り損失を低減してエンジン熱効率を高め、省
エネルギーを図るものである。
本発明は内燃機関の燃焼圧力に対して密閉効果に実績の
ある茸弁の作動を利用し、茸弁軸内に燃料と空気が混合
して流過しうる回路を形成して混合気噴射弁機構を構築
し、更にこの茸噴射弁より噴出する混合気流れの噴出方
向と拡散度を制御して噴柱状とすることにより、燃焼室
中心域に向け５− て噴出する混合気噴射に貫刺性を持たせて燃焼室中心域
に混合気域を形成するものである。この手段として茸弁
軸部を大として軸内部に燃料あるいは混合気の流路を構
成したものであり、これによって燃料メーターリング装
置を燃焼圧力・熱より保護し、Ｅ？工等低圧の燃料供給
装置を直噴混合気供給方式に適用させることを可能とし
、かつ非高圧の空気あるいはガス燃料によっても筒内直
接混合気噴射方式と層状給気構築の目的を達成するもの
である。
ある茸弁の作動を利用し、茸弁軸内に燃料と空気が混合
して流過しうる回路を形成して混合気噴射弁機構を構築
し、更にこの茸噴射弁より噴出する混合気流れの噴出方
向と拡散度を制御して噴柱状とすることにより、燃焼室
中心域に向け５− て噴出する混合気噴射に貫刺性を持たせて燃焼室中心域
に混合気域を形成するものである。この手段として茸弁
軸部を大として軸内部に燃料あるいは混合気の流路を構
成したものであり、これによって燃料メーターリング装
置を燃焼圧力・熱より保護し、Ｅ？工等低圧の燃料供給
装置を直噴混合気供給方式に適用させることを可能とし
、かつ非高圧の空気あるいはガス燃料によっても筒内直
接混合気噴射方式と層状給気構築の目的を達成するもの
である。
本発明の実施例を図について説明する。
図１においてシリンダーヘッド（１）中心域（２）に点
火栓（図示せず）は近接し混合気噴射茸弁（３）が配備
されている。
火栓（図示せず）は近接し混合気噴射茸弁（３）が配備
されている。
図１において、荒型噴射弁（３）の軸部（４）は、その
内部に燃料（５〉と空気（３）の供給口を有し、これの
混合気を茸弁軸下部の複数孔（７）より茸弁シート部（
８）とヘッド弁座部（９）を径して気筒内に供給するも
のであり、混合気の流過に支障を生じないよう軸部６− は太めに設計されている。
内部に燃料（５〉と空気（３）の供給口を有し、これの
混合気を茸弁軸下部の複数孔（７）より茸弁シート部（
８）とヘッド弁座部（９）を径して気筒内に供給するも
のであり、混合気の流過に支障を生じないよう軸部６− は太めに設計されている。
機関が要求する燃料は軸（４）の供給口（５）より燃料
供給装置、例えば］！＋Ｆ工弁よりＭ全供給され、その
上部域の空気供給口（３）より加圧空気が供給される。
供給装置、例えば］！＋Ｆ工弁よりＭ全供給され、その
上部域の空気供給口（３）より加圧空気が供給される。
茸弁（３）の開閉作動は軸部（４）上端に位置するカム
機構、あるいは電磁機構（１０）が行なうものであり、
作動は機関の各部センサ情報を処理したコンピューター
の指示によって行なわれる。
機構、あるいは電磁機構（１０）が行なうものであり、
作動は機関の各部センサ情報を処理したコンピューター
の指示によって行なわれる。
図２にＬＮＧ −ＬＰＧ等のガス状燃料を供給する茸型
噴射弁機構の実施例を示す。
噴射弁機構の実施例を示す。
茸弁（１）、軸部（２）を中空（３）として直接的に燃
料流路が形成されている。即ち、軸部上部に燃料供給の
ための開孔部（４）が形成され、下部の弁座近傍に複数
の燃料ガス噴出孔（５）が設けられている。燃焼室に供
給する燃料ガスは調圧装置（３）を径して茸弁軸上部に
開孔部（４）より軸部中空流路（３）内に加圧充填され
るが、茸弁（１）がカム（７）の作動等によって移動し
通路間隙を形成しないかぎり、茸弁の軸流路（５）内に
充填されている。
料流路が形成されている。即ち、軸部上部に燃料供給の
ための開孔部（４）が形成され、下部の弁座近傍に複数
の燃料ガス噴出孔（５）が設けられている。燃焼室に供
給する燃料ガスは調圧装置（３）を径して茸弁軸上部に
開孔部（４）より軸部中空流路（３）内に加圧充填され
るが、茸弁（１）がカム（７）の作動等によって移動し
通路間隙を形成しないかぎり、茸弁の軸流路（５）内に
充填されている。
燃料は噴出孔を径して燃焼室内（９）に供給すること−
７− ができない、また茸弁（１）の閉状態においては大きな
燃焼圧力より低圧のガス燃料供給系は保護されることに
なる。茸弁（１）の開作動によってのみ燃焼室（８）内
に燃料ガスが供給される。したがって本方法は燃料供給
量の大きなガス燃料機関において有効な燃料供給装置と
なる。
７− ができない、また茸弁（１）の閉状態においては大きな
燃焼圧力より低圧のガス燃料供給系は保護されることに
なる。茸弁（１）の開作動によってのみ燃焼室（８）内
に燃料ガスが供給される。したがって本方法は燃料供給
量の大きなガス燃料機関において有効な燃料供給装置と
なる。
以上説明したごとく本発明においては、内燃機関の厳し
い熱サイクル作動においても圧力シール作用に実績のあ
る茸弁を用いて燃料噴射系の確実な開閉作用を行なうも
のであり、加えて弁授熱面積も少ないことによって熱負
荷が軽減され、耐久性・信頼性に有利である。
い熱サイクル作動においても圧力シール作用に実績のあ
る茸弁を用いて燃料噴射系の確実な開閉作用を行なうも
のであり、加えて弁授熱面積も少ないことによって熱負
荷が軽減され、耐久性・信頼性に有利である。
また、従来直噴方式において解決することのできないノ
ヅルサツク部・噴孔部等よりの燃料後ダレ問題が生じな
い。これは熱効率と排気にブヲス的に寄与するものであ
る。
ヅルサツク部・噴孔部等よりの燃料後ダレ問題が生じな
い。これは熱効率と排気にブヲス的に寄与するものであ
る。
このように燃料混合気が気筒あるいは燃焼室内に供給さ
れる仕組であるが、混合気噴射によっても層状給気条件
をｍ築するには、混合気流の状態（方向性・貫刺性）等
が重要な因子である、これに対して本発明においては確
実な層状給気の′目的を達する手段として混合気流を結
束的とし貫刺性を強め、混合気の噴出する茸弁出口型状
を設定し発明者が先に出願した燃料噴流衝突拡散方式（
特開昭６！ｌ−１２０８１５）によって層状給気を構成
するものである。
れる仕組であるが、混合気噴射によっても層状給気条件
をｍ築するには、混合気流の状態（方向性・貫刺性）等
が重要な因子である、これに対して本発明においては確
実な層状給気の′目的を達する手段として混合気流を結
束的とし貫刺性を強め、混合気の噴出する茸弁出口型状
を設定し発明者が先に出願した燃料噴流衝突拡散方式（
特開昭６！ｌ−１２０８１５）によって層状給気を構成
するものである。
即ち、開弁時においても弁底部（１０）がヘッド面（１
１）より突出することなく、かつ弁縁部（１２）とヘッ
ド部壁（１３）との間隙によって噴出口付近での混合気
の拡散を制御している。
１）より突出することなく、かつ弁縁部（１２）とヘッ
ド部壁（１３）との間隙によって噴出口付近での混合気
の拡散を制御している。
本発明の効果は内燃機関の既存技術において確立されて
いる茸弁技術を応用し、これの内部に混合気供給装置を
構築したこと、またこれにより燃料噴射系の低圧化を可
能とし、かつ燃焼に因る圧力と熱の影響を回避したこと
、ならびに空気の供給を容易とし空気中の水分等による
弊害のないこと等の他、ｍ威作動が単純明瞭である。
いる茸弁技術を応用し、これの内部に混合気供給装置を
構築したこと、またこれにより燃料噴射系の低圧化を可
能とし、かつ燃焼に因る圧力と熱の影響を回避したこと
、ならびに空気の供給を容易とし空気中の水分等による
弊害のないこと等の他、ｍ威作動が単純明瞭である。
したがって実用化に関してもコストが上昇することも少
なく、確実で耐久性・信頼性の高い混合気９− 直噴方式を安価に提供しうるのである。
なく、確実で耐久性・信頼性の高い混合気９− 直噴方式を安価に提供しうるのである。
図１は本発明の構成を示す断面説明図であり、図２はガ
ス燃料を使用する本発明の噴射弁機構を示す説明図であ
り、混合気の一部を切欠溝によって指向的に供給しうる
例図である。 図２において、（１）・・・茸弁、（２）・・・茸弁軸
部、（５）・・・軸内流路、（４）・・・燃料供給孔、
（５）・・・燃料出口、（３）・・・調圧装置、（７）
・・・カム装置、（８）・・・燃焼室、ｅ）・・・茸弁
底部、（１０）・・・ヘッド壁面、（１１）・・・茸弁
シート縁部、（１２）・・・噴孔外壁、（１３）・・・
摺動シール、（１４）・・・切欠溝、図１中に点火栓を
図示しないものである。 図１ ０
ス燃料を使用する本発明の噴射弁機構を示す説明図であ
り、混合気の一部を切欠溝によって指向的に供給しうる
例図である。 図２において、（１）・・・茸弁、（２）・・・茸弁軸
部、（５）・・・軸内流路、（４）・・・燃料供給孔、
（５）・・・燃料出口、（３）・・・調圧装置、（７）
・・・カム装置、（８）・・・燃焼室、ｅ）・・・茸弁
底部、（１０）・・・ヘッド壁面、（１１）・・・茸弁
シート縁部、（１２）・・・噴孔外壁、（１３）・・・
摺動シール、（１４）・・・切欠溝、図１中に点火栓を
図示しないものである。 図１ ０
Claims (3)
- （１）シリンダーヘッド部に茸弁型燃料噴射弁を有する
火花点火内燃機関において、茸型弁の軸部を中空として
流路を形成し、傘部側に複数ヶの孔を放射状に開孔し、
中間域に燃料供給用孔を開口し、その上部域に空気供給
用孔を開口し、茸弁の開作用にともない空気供給孔より
の加圧された空気流によつて燃料を混合気状として傘部
側の放射状複数孔より茸弁シート部と弁座間を径して気
筒内に円筒状に混合気流として供給することを特徴とす
る内燃機関混合気噴射方式。 - （２）茸型弁の軸部を中空として燃料流路を形成した燃
料噴射用弁において、中空流路内に燃料ガスを加圧充填
せしめる回路を接続し、茸弁の開作動によつて軸下部に
設けた複数孔を径し、更に茸弁シート部と弁座との間よ
り気筒内に燃料ガスを供給することを特徴とした火花点
火ガス機関の燃料供給装置。 - （３）シリンダーヘッド中心域に燃料と空気との混合気
を供給しうる燃料供給用茸型噴射装置を具備し、この噴
射装置よりの混合気流れは拡散を抑制して噴柱状として
燃焼室内に供給することにより、燃焼室中心域に混合気
域を形成し、その外域を空気層で囲成してなる層状給気
を構築することを特徴とした前記特許請求範囲（１）・
（２）記載の混合気噴射方式火花点火内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2052249A JPH03253763A (ja) | 1990-03-03 | 1990-03-03 | 内燃機関と燃料噴射方式並びに燃料供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2052249A JPH03253763A (ja) | 1990-03-03 | 1990-03-03 | 内燃機関と燃料噴射方式並びに燃料供給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03253763A true JPH03253763A (ja) | 1991-11-12 |
Family
ID=12909462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2052249A Pending JPH03253763A (ja) | 1990-03-03 | 1990-03-03 | 内燃機関と燃料噴射方式並びに燃料供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03253763A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19956134A1 (de) * | 1999-11-23 | 2001-05-31 | Daimler Chrysler Ag | Kraftstoffeinspritzanlage für eine mit Fremdzündung arbeitende Hubkolbenbrennkraftmaschine |
-
1990
- 1990-03-03 JP JP2052249A patent/JPH03253763A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19956134A1 (de) * | 1999-11-23 | 2001-05-31 | Daimler Chrysler Ag | Kraftstoffeinspritzanlage für eine mit Fremdzündung arbeitende Hubkolbenbrennkraftmaschine |
| DE19956134C2 (de) * | 1999-11-23 | 2003-04-03 | Daimler Chrysler Ag | Mit Kraftstoffeinspritzung und Fremdzündung arbeitende, ventilgesteuerte Hubkolben-Brennkraftmaschine |
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