JPH05126019A - Alcohol engine starting property improving device and starting property improving method - Google Patents
Alcohol engine starting property improving device and starting property improving methodInfo
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- JPH05126019A JPH05126019A JP28503491A JP28503491A JPH05126019A JP H05126019 A JPH05126019 A JP H05126019A JP 28503491 A JP28503491 A JP 28503491A JP 28503491 A JP28503491 A JP 28503491A JP H05126019 A JPH05126019 A JP H05126019A
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- 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
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アルコール、アルコー
ルとガソリンの混合燃料またはアルコールと軽油の混合
燃料（以下アルコール燃料という）を使用する圧縮着火
式エンジンの始動性改善装置および始動性改善方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a startability improving apparatus and a startability improving method for a compression ignition type engine using alcohol, a mixed fuel of alcohol and gasoline or a mixed fuel of alcohol and light oil (hereinafter referred to as alcohol fuel). ..
【０００２】[0002]
【従来の技術】アルコールエンジンにおいては、軽油と
比較して燃料のセタン価が低い等の理由により始動性が
劣り、特に低温時には始動が困難である。アルコール燃
料としてはメタノールが中心であり、多くの研究がメタ
ノール燃料を中心に行われている。メタノール燃料に
は、大別して軽油またはガソリンを１５％混入したＭ８
５と純メタノールのＭ１００の２種があり、前者の方が
低温始動限界温度が低く始動性の点で優れている。2. Description of the Related Art Alcohol engines are inferior in startability due to the fact that the cetane number of fuel is lower than that of light oil, and it is particularly difficult to start the engine at low temperatures. Methanol is the main alcohol fuel, and much research has been conducted centering on methanol fuel. M8 containing 15% diesel fuel or gasoline mixed into methanol fuel
There are two types, M5 and M100, which are pure methanol, and the former has a lower low temperature starting limit temperature and is superior in startability.
【０００３】従来始動性を向上するために、エンジンの
圧縮比の増加、着火方法の改善、電気ヒータ等の始動補
助装置の付加等、種々の始動性向上対策が行われてい
る。In order to improve the startability, various measures have been taken to improve the startability, such as increasing the compression ratio of the engine, improving the ignition method, and adding a start auxiliary device such as an electric heater.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記エ
ンジンの圧縮比の増加、着火方法の改善、電気ヒータ等
の始動補助装置の付加等の始動性向上対策を講じても、
低温始動限界温度は、−１５℃〜−２０℃であり、寒冷
地での使用に問題を有している。However, even if measures are taken to improve startability, such as increasing the compression ratio of the engine, improving the ignition method, and adding a start assisting device such as an electric heater,
The low temperature starting limit temperature is −15 ° C. to −20 ° C., which is problematic for use in cold regions.
【０００５】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、アルコール燃料を使用する圧縮着火式エンジンにお
いて−３０℃以下の大気温度下でも容易にエンジンの始
動を可能にする始動性改善装置および始動性改善方法を
提供することを目的とする。The present invention solves the above problems and provides a startability improving device for a compression ignition type engine using alcohol fuel, which enables the engine to be easily started even at an atmospheric temperature of -30 ° C or lower. An object is to provide a startability improving method.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】そのために本発明のアル
コールエンジンの始動性改善装置は、アルコール燃料を
使用する圧縮着火式エンジン１において、シリンダヘッ
ド８に配設される燃料噴射弁９と、吸気管４に分岐して
設けられる分岐部４ａと、分岐部４ａに配設される燃料
霧化装置１２、点火装置１３および消炎器１４とを備え
ることを特徴とする。To this end, a startability improving apparatus for an alcohol engine according to the present invention includes a fuel injection valve 9 arranged in a cylinder head 8 and an intake air intake valve in a compression ignition type engine 1 using alcohol fuel. It is characterized in that it is provided with a branching part 4a provided to be branched to the pipe 4, and a fuel atomizing device 12, an ignition device 13 and a flame extinguisher 14 which are provided in the branching part 4a.
【０００７】また、本発明のアルコールエンジンの始動
性改善方法は、前記始動性改善装置において、エンジン
始動時には、燃料霧化装置１２にて霧化されたアルコー
ル燃料に理論空燃比以下の空気を供給して点火し燃焼さ
せることによりアルコール燃料から可燃性ガスを生成
し、エンジン始動後は燃料噴射弁９からアルコール燃料
を供給することを特徴とする。なお、上記構成に付加し
た番号は、理解を容易にするために図面と対比させるた
めのもので、これにより本発明の構成が何ら限定される
ものではない。Further, in the startability improving method for an alcohol engine of the present invention, in the startability improving apparatus, when the engine is started, the alcohol fuel atomized by the fuel atomizer 12 is supplied with air having a theoretical air-fuel ratio or less. It is characterized in that a combustible gas is generated from the alcohol fuel by igniting and burning it, and the alcohol fuel is supplied from the fuel injection valve 9 after the engine is started. It should be noted that the numbers added to the above-mentioned configurations are for comparison with the drawings for easy understanding, and the configurations of the present invention are not limited thereby.
【０００８】[0008]
【作用】本発明においては、エンジン始動時には、燃料
霧化装置１２によりアルコール燃料を微細液滴に霧化す
るとともに、分岐部４ａにこの微細噴霧流に対して理論
空燃比以下の空気を供給し、燃料を点火装置１３により
点火し、燃焼反応によりアルコール燃料の一部または全
量が可燃性でかつ始動性の良好なＣＯ、Ｈ2 、メタン、
アルデヒド、ジメチルエーテル等のガスとなり、これに
よってエンジンの始動性が向上される。また、反応時の
燃焼熱により吸入空気の温度が上昇するため、燃焼室内
でのアルコール燃料の気化が促進され、始動性の効果が
さらに高められる。In the present invention, when the engine is started, alcohol fuel is atomized into fine liquid droplets by the fuel atomization device 12, and air having a theoretical air-fuel ratio or less is supplied to the branch portion 4a with respect to the fine atomized flow. , The fuel is ignited by the ignition device 13, and a part or the whole amount of the alcohol fuel is combustible due to the combustion reaction, and CO, H 2 , methane, which have good startability
It becomes a gas such as aldehyde and dimethyl ether, which improves the startability of the engine. Moreover, since the temperature of the intake air rises due to the heat of combustion during the reaction, the vaporization of the alcohol fuel in the combustion chamber is promoted, and the effect of startability is further enhanced.
【０００９】[0009]
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。図１は本発明のアルコールエンジンの始動性改善
装置の一実施例を示す断面図である。本発明において
は、燃料としてアルコール、アルコールとガソリンの混
合燃料またはアルコールと軽油の混合燃料（以下アルコ
ール燃料という）を使用する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a startability improving device for an alcohol engine of the present invention. In the present invention, alcohol, a mixed fuel of alcohol and gasoline, or a mixed fuel of alcohol and light oil (hereinafter referred to as alcohol fuel) is used as the fuel.
【００１０】図において、圧縮着火式エンジン１は、シ
リンダ２、ピストン３、吸気管４、排気管５、吸気弁
６、排気弁７を有し、シリンダヘッド８に燃料噴射弁９
が配設され、吸気管４と分岐される分岐部４ａが設けら
れ、分岐部４ａに燃料供給弁１０および超音波振動部材
１１からなる超音波霧化装置１２が取り付けられてい
る。超音波振動部材１１の一端側には霧化面１１ａが形
成され、他端側には電気・音響変換素子１１ｂが設けら
れている。In the drawing, a compression ignition type engine 1 has a cylinder 2, a piston 3, an intake pipe 4, an exhaust pipe 5, an intake valve 6 and an exhaust valve 7, and a cylinder head 8 has a fuel injection valve 9
Is provided, a branch portion 4a that branches from the intake pipe 4 is provided, and the ultrasonic atomization device 12 including the fuel supply valve 10 and the ultrasonic vibration member 11 is attached to the branch portion 4a. The atomizing surface 11a is formed on one end side of the ultrasonic vibration member 11, and the electro-acoustic conversion element 11b is provided on the other end side.
【００１１】なお、霧化面の形状は、ホーン型形状、丸
型形状、バット型形状等周知の形状が採用される。ま
た、分岐部４ａの超音波霧化装置１２の下流側には、点
火装置１３および消炎器１４が配設され、超音波霧化装
置１２の上流側には、スロットル弁（図示せず）が配置
され、分岐部４ａに吸入される空気量を調整可能にして
いる。As the shape of the atomizing surface, known shapes such as a horn shape, a round shape and a bat shape are adopted. Further, an ignition device 13 and a flame extinguisher 14 are disposed on the downstream side of the ultrasonic atomizing device 12 of the branch portion 4a, and a throttle valve (not shown) is provided on the upstream side of the ultrasonic atomizing device 12. It is arranged so that the amount of air taken into the branch portion 4a can be adjusted.
【００１２】点火装置１３は、ガソリンエンジン用のス
パークプラグまたはディーゼルエンジン用のグロープラ
グを使用し、超音波霧化装置１２にて霧化された燃料の
一部を点火し燃焼させる。消炎器１４は、金属またはセ
ラミック製の多孔板或いはハニカム体または金網で形成
され、点火装置１３により発生した火炎を消炎し、燃料
噴射弁９により供給される燃料に引火するのを防止す
る。The ignition device 13 uses a spark plug for a gasoline engine or a glow plug for a diesel engine, and ignites and burns a part of the fuel atomized by the ultrasonic atomizer 12. The flame extinguisher 14 is formed of a metal or ceramic porous plate, a honeycomb body, or a metal net, and extinguishes the flame generated by the ignition device 13 to prevent ignition of the fuel supplied by the fuel injection valve 9.
【００１３】上記構成からなる本発明の作用について説
明する。エンジン始動時には、燃料供給弁１０から超音
波振動部材１１の霧化面１１ａにアルコール燃料を供給
し、アルコール燃料を微細液滴に霧化するとともに、分
岐部４ａにこの微細噴霧流に対して理論空燃比以下の空
気を供給し、燃料を点火装置１３により点火させる。点
火された混合気は、理論空燃比（当量比１）において
は、例えばメタノールの場合、 ＣＨ3ＯＨ＋（３／２）Ｏ2 →ＣＯ2 ＋２Ｈ2Ｏ の燃焼反応によってＨ2ＯおよびＣＯ2になるが、理論空
燃比以下の空気を供給すると、 ＣＨ3ＯＨ＋ｍＯ2 →ａＣＯ＋ｂＨ2 ＋ｃＣＯ2 ＋ｄＨ2Ｏ の燃焼反応により、メタノール燃料の一部または全量が
可燃性でかつ始動性の良好なＣＯガス、Ｈ2 ガスに変換
され、これによってエンジンの始動性が向上される。ま
た、副反応としてメタン、アルデヒド、ジメチルエーテ
ル等の可燃性ガスも生成される。さらに、前記反応時の
燃焼熱により吸入空気の温度が上昇するため、燃焼室内
でのメタノールの気化が促進され、始動性の効果がさら
に高められる。エンジン始動後は、アルコール燃料の供
給は、燃料噴射弁９から行われるとともに、吸入空気は
吸気管４から吸入される。The operation of the present invention having the above structure will be described. When the engine is started, alcohol fuel is supplied from the fuel supply valve 10 to the atomizing surface 11a of the ultrasonic vibrating member 11 to atomize the alcohol fuel into fine droplets, and the branch portion 4a theoretically treats this fine spray flow. Air having an air-fuel ratio or less is supplied and fuel is ignited by the ignition device 13. At the stoichiometric air-fuel ratio (equivalent ratio 1), for example, in the case of methanol, the ignited air-fuel mixture is converted into H 2 O and CO 2 by the combustion reaction of CH 3 OH + (3/2) O 2 → CO 2 + 2H 2 O. However, if air of a stoichiometric ratio or less is supplied, a part of or the whole amount of methanol fuel is flammable and has good startability due to the combustion reaction of CH 3 OH + mO 2 → aCO + bH 2 + cCO 2 + dH 2 O. It is converted to H 2 gas, which improves the startability of the engine. In addition, flammable gases such as methane, aldehyde, and dimethyl ether are also generated as a side reaction. Furthermore, since the temperature of the intake air rises due to the heat of combustion during the reaction, the vaporization of methanol in the combustion chamber is promoted, and the effect of startability is further enhanced. After the engine is started, the alcohol fuel is supplied from the fuel injection valve 9 and the intake air is taken in from the intake pipe 4.
【００１４】本発明においては、Ｍ８５およびＭ１００
燃料の場合、低温始動限界温度は−３０℃以下でも確保
され始動性を改善させることができた。In the present invention, M85 and M100
In the case of fuel, the low temperature starting limit temperature was secured even at -30 ° C or lower, and the startability could be improved.
【００１５】次に、第２図により本発明の他の実施例に
ついて説明する。上記実施例においては、分岐部４ａに
理論空燃比以下の空気を供給するに際し、スロットル弁
により吸入される空気量を調整可能にしているが、本実
施例においては、吸気管４に切換弁１５により切換え可
能なバイパス管４ｂを設け、このバイパス管４ｂ内にバ
イパス弁１６、超音波霧化装置１２、点火装置１３およ
び消炎器１４を配設している。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the above-described embodiment, the amount of air taken in by the throttle valve when the air having the air-fuel ratio of less than or equal to the theoretical air-fuel ratio is supplied to the branch portion 4a can be adjusted. A bypass pipe 4b that can be switched by is provided, and a bypass valve 16, an ultrasonic atomizer 12, an ignition device 13, and a flame extinguisher 14 are arranged in the bypass pipe 4b.
【００１６】本実施例においては、エンジン始動時は、
切換弁１５を図示の如く切り換えるとともに、バイパス
弁１６によりバイパス管４ｂ内に理論空燃比以下の空気
が流れるようにして、超音波霧化装置１２、点火装置１
３および消炎器１４にてアルコール燃料から可燃性ガス
を生成し、エンジン始動後は、バイパス管４ｂを閉じる
ように切換弁１５を切り換えることにより、吸気管４内
に空気が流れるようにする。In this embodiment, when the engine is started,
The switching valve 15 is switched as shown in the drawing, and the bypass valve 16 is used to allow the air having a theoretical air-fuel ratio or less to flow into the bypass pipe 4b.
3 and the flame extinguisher 14 generate combustible gas from alcohol fuel, and after the engine is started, the switching valve 15 is switched so as to close the bypass pipe 4b so that the air flows in the intake pipe 4.
【００１７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく種々の変更が可能である。The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made.
【００１８】例えば、上記実施例においては、超音波霧
化装置１２により燃料を霧化させているが、これに限定
されるものではなく、気化器、圧力噴射弁等の燃料霧化
装置を採用してもよい。For example, in the above embodiment, the fuel is atomized by the ultrasonic atomizer 12, but the present invention is not limited to this, and a fuel atomizer such as a carburetor and a pressure injection valve is adopted. You may.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ンジン始動時には、燃料霧化装置にて霧化されたアルコ
ール燃料に理論空燃比以下の空気を供給して点火し燃焼
させることによりアルコール燃料から可燃性ガスを生成
するため、アルコール燃料を使用する圧縮着火式エンジ
ンにおいて−３０℃以下の大気温度下でも容易にエンジ
ンの始動を可能とする。As described above, according to the present invention, when the engine is started, alcohol having been atomized by the fuel atomizer is supplied with air having a ratio less than the stoichiometric air-fuel ratio for ignition and combustion. Since the combustible gas is generated from the fuel, the compression ignition type engine using the alcohol fuel can easily start the engine even under the atmospheric temperature of −30 ° C. or less.
【図１】本発明のアルコールエンジンの始動性改善装置
の一実施例を示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a startability improving device for an alcohol engine of the present invention.
【図２】本発明の他の実施例を示す部分断面図である。
１…圧縮着火式エンジン、４…吸気管、４ａ…分岐部、
４ｂ…バイパス管８…シリンダヘッド、９…燃料噴射
弁、１２…燃料霧化装置、１３…点火装置１４…消炎
器、１５…切換弁、１６…バイパス弁FIG. 2 is a partial sectional view showing another embodiment of the present invention.
1 ... Compression ignition type engine, 4 ... Intake pipe, 4a ... Branch part,
4b ... Bypass pipe 8 ... Cylinder head, 9 ... Fuel injection valve, 12 ... Fuel atomizing device, 13 ... Ignition device 14 ... Flame extinguisher, 15 ... Switching valve, 16 ... Bypass valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小久保確郎 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡一丁目３番１ 号 東燃株式会社総合研究所内 (72)発明者 細貝大次郎 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡一丁目３番１ 号 東燃株式会社総合研究所内 (72)発明者 岩井信夫 茨城県つくば市苅間2530番地 財団法人 日本自動車研究所内 (72)発明者 赤井泉明 茨城県つくば市苅間2530番地 財団法人 日本自動車研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Sakuro Kokubo 1-3-1, Nishitsurugaoka, Oi-cho, Iruma-gun, Saitama Prefecture Tonen Corporation Research Institute (72) Daijiro Hosogai Nishitsuruoka, Oi-cho, Iruma-gun, Saitama Prefecture 1-3-1 No. 1 Tonen Co., Ltd. Research Institute (72) Inventor Nobuo Iwai 2530, Kuma, Tsukuba, Ibaraki Prefecture Japan Automobile Research Institute (72) Izumiaki Akai 2530, Kuma, Tsukuba, Ibaraki Foundation Japan Inside the automobile research institute
Claims (2)
ジンにおいて、シリンダヘッドに配設される燃料噴射弁
と、吸気管に分岐して設けられる分岐部と、該分岐部に
配設される燃料霧化装置、点火装置および消炎器とを備
えることを特徴とするアルコールエンジンの始動性改善
装置。1. A compression ignition engine using alcohol fuel, comprising: a fuel injection valve disposed in a cylinder head; a branch portion branched from an intake pipe; and a fuel mist disposed in the branch portion. A device for improving the startability of an alcohol engine, comprising: a gasification device, an ignition device, and a flame extinguisher.
ジンにおいて、シリンダヘッドに配設される燃料噴射弁
と、吸気管に分岐して設けられる分岐部と、該分岐部に
配設される燃料霧化装置、点火装置および消炎器とを備
え、エンジン始動時には、前記燃料霧化装置にて霧化さ
れたアルコール燃料に理論空燃比以下の空気を供給して
点火し燃焼させることによりアルコール燃料から可燃性
ガスを生成し、エンジン始動後は前記燃料噴射弁からア
ルコール燃料を供給することを特徴とするアルコールエ
ンジンの始動性改善方法。2. In a compression ignition engine using alcohol fuel, a fuel injection valve disposed in a cylinder head, a branch portion branched into an intake pipe, and a fuel mist disposed in the branch portion. A fuel atomizer, an ignition device, and a flame extinguisher are provided, and when the engine is started, the alcohol fuel atomized by the fuel atomizer is supplied with air at a theoretical air-fuel ratio or less to ignite and burn the fuel to burn the alcohol fuel. A method for improving the startability of an alcohol engine, characterized in that an alcoholic gas is generated, and alcohol fuel is supplied from the fuel injection valve after the engine is started.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28503491A JPH05126019A (en) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | Alcohol engine starting property improving device and starting property improving method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28503491A JPH05126019A (en) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | Alcohol engine starting property improving device and starting property improving method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05126019A true JPH05126019A (en) | 1993-05-21 |
Family
ID=17686306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28503491A Pending JPH05126019A (en) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | Alcohol engine starting property improving device and starting property improving method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05126019A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997025719A1 (en) * | 1996-01-12 | 1997-07-17 | Advantest Corporation | Test pattern generator |
| GB2495549A (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-17 | Aquafuel Res Ltd | Method of starting a compression ignition engine |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP28503491A patent/JPH05126019A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997025719A1 (en) * | 1996-01-12 | 1997-07-17 | Advantest Corporation | Test pattern generator |
| GB2495549A (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-17 | Aquafuel Res Ltd | Method of starting a compression ignition engine |
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