JPH0544492A - 内燃機関の燃焼装置 - Google Patents
内燃機関の燃焼装置Info
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- JPH0544492A JPH0544492A JP3229368A JP22936891A JPH0544492A JP H0544492 A JPH0544492 A JP H0544492A JP 3229368 A JP3229368 A JP 3229368A JP 22936891 A JP22936891 A JP 22936891A JP H0544492 A JPH0544492 A JP H0544492A
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- Japan
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- gas
- pressure
- combustion
- valve
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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
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
レートの燃焼が得られ、且EGRガスの量及び時期的コ
ントロールの自由度が大であり、吸気弁の摩耗や潤滑性
能の悪化の問題もなく、高い信頼性が得られるディーゼ
ル機関の燃焼装置を提供するにある。 【構成】 シリンダヘッドに設けられ燃焼室内のガス圧
力を直接受圧し、該圧力により駆動しEGRガスを燃焼
室内のガス圧より高い圧力に圧縮する増圧ピストンと、
排気通路と該増圧ピストンの圧縮側とを結ぶ排気ガス通
路16と、該排気ガス通路内に順次設けられた絞り弁に
及びガス噴射用逆止弁15と、該絞り弁の開度をエンジ
ンの運転状況に応じて制御し、ピストンの圧縮行程終了
時期近くの燃料噴射開始前にシリンダガス圧を利用して
EGRガスを噴射用逆止弁15より燃料噴射弁方向に噴
射するコントローラとを有してなることを特徴としてい
る。
Description
する。
を示す。図で01はピストン、02は燃焼室、03はシ
リンダヘッド、04は燃料噴射弁、05はシリンダライ
ナ、06は燃料噴霧、07は吸気弁、08は吸気ポー
ト、09は排気弁、10は排気ポート、11は排気ガス
通路、12は絞り弁、13は絞り弁開度調節用コントロ
ーラを示す。上記構成においてピストン01の上昇によ
りシリンダ内の吸入空気は圧縮されて高温高圧となり、
該高温高圧空気中にTDC付近で燃料噴射弁04より燃
料を噴射し、燃料噴霧06を形成する。
化した空気中で暖められ、蒸発しながら空気と混合し可
燃混合気を形成して自己着火し、その後は拡散噴霧燃焼
の形態で燃焼が進行する。従って燃焼反応が進行し易い
理論混合比近傍の混合気の燃焼量が多くなり、従って燃
焼領域の温度は上昇し、多量のNOXを生成する。
一部を吸気に排気ガス通路11を介して混入させ、シリ
ンダ内空気の酸素濃度を低減して燃焼させることによ
り、燃焼領域の温度を下げてNOX の生成を抑制するい
わゆる排気再循環(EGR)燃焼を行なっている。
い排気マニホルドと吸気マニホルドを排気ガス通路11
で結び、その途中に絞り弁12を設け、運転状態に応じ
てコントローラ13を介して該絞り弁の開度を調節して
EGR量を制御し、運転領域に対応して効率的なNOX
の低減をはかるようにしている。
よりNOX 生成を抑制するには空気導入を抑えた状態で
燃焼を開始することが有効であるが、ディーゼル機関に
おいてある程度燃焼が進んだ後では空気導入を促進し、
全体として短時間に完全燃焼をはかることが必要であ
る。従ってディーゼル機関では、燃料の燃焼過程から
は、燃料弁が燃料噴射をはじめ混合気を形成する初期の
時点でのみEGR効果が得られればNOX を減らすには
十分であるが、従来のEGRシステムでは排気ガスを吸
気マニホルドに吸入させているため、吸気中に排気ガス
(既燃ガス)が均一に分散した状態でシリンダ内に流入
され、燃焼時に燃焼室全体の酸素濃度が低下した状態と
なってしまう。
が、燃焼中期以降も酸素濃度低下の影響を受けて必要な
燃焼速度が得られず熱効率が低下し、未燃成分特に排煙
濃度の増大を招く結果となり、エンジン性能及びパティ
キュレート(排気微粒子)の悪化を引起こす場合もあ
る。また、従来システムではEGR量が絞り弁12の開
度だけではなく、排気圧力と吸気圧力の差圧により決定
されるため、エンジンの吸排気系諸元の設定によって
は、EGRの自由度がない場合も生じる。さらに排気ガ
スを混合した吸気を吸入するため、吸気弁の摩耗、潤滑
性能の悪化等を引起し信頼性の面でも問題がある。
の燃焼装置の問題点を解消し、極低NOX 、極低パティ
キュレートの燃焼が得られ、且EGRの量及び時間的コ
ントロールが自由であり、吸気弁の摩耗や潤滑性能の悪
化の問題もなく、高い信頼性が得られるディーゼル機関
の燃焼装置を提供するにある。
装置は、シリンダヘッドにシリンダ内のガス圧力を直接
受圧し少なくともエンジンの圧縮比より高い圧縮比に排
気ガスを圧縮する増圧ピストンと、排気管あるいは排気
ポートと該増圧ピストンの圧縮側とを結ぶ排気ガス通路
と、前記増圧ピストンにより圧縮された排気ガスをシリ
ンダ内に噴射するための噴射ガス通路と、該噴射ガス通
路の途中及び末端に順次設けられた絞り弁及びガス噴射
用逆止弁と、該絞り弁の開度を機関の運転状況に応じて
制御しピストンの圧縮行程終了時期近くの燃料噴射開始
前にシリンダ内のガス圧力を利用して排気ガスを排ガス
噴射用逆止弁より燃料噴射弁方向へ噴射するコントロー
ラとを有してなることを特徴としている。
了時期近くで排ガス噴射用逆止弁14より燃料噴射弁0
4方向に排気ガスが噴射されることによって、燃料噴射
時期に燃料噴射弁04の近傍付近にのみEGRによる排
気ガスが滞留し、燃焼室内のそれ以外の領域は新気で満
されることになり、空間的な局所EGRが形成できる。
混合、燃焼反応の初期には排気(燃焼)ガスを巻き込み
ながら燃料噴霧06として発達し、その後燃焼反応があ
る程度進行した段階では、該燃料噴霧06が新気領域に
於て発達し十分な新気と混合するように作用する。さら
に噴射ガス通路15に設けた絞り弁12の開度をコント
ローラを介して運転状況に応じて調整することによっ
て、全運転領域で必要な量の局所EGRが形成され、運
転領域に対応した効率的なNOXの低減をはかることが
可能となる。
説明する。図1は第1実施例の燃焼装置図である。図に
おいて01はピストン、02は燃焼室、03はシリンダ
ヘッド、04は燃料噴射弁、05はシリンダライナ、0
6は燃料噴霧、及び09は排気弁、10は排気ポート、
11は排気ガス通路でこれらは図2に示す従来例と同様
である。12は絞り弁、13はエンジン回転数NE と負
荷量を入力して絞り弁の開度をコントロールするコント
ローラ、14は増圧ピストン、15はガス噴射用逆止
弁、16は噴射ガス通路、17は噴射ガスジェットを示
す。なお吸気弁07及び吸気ポート08は図示しない断
面位置に存在する。
ピストン01が上昇するとシリンダ内のガス圧が上昇
し、その圧力を受けた増圧ピストン14は上方へ摺動
し、排気管あるいは排気ポートと連通している排気ガス
通路11を通じて吸入した排気ガスを圧縮する。増圧ピ
ストン14は燃焼室側ピストン断面積が圧縮側ピストン
断面積よりも大きくし、かつ圧縮比をエンジンの圧縮比
より大きく設定しており、噴射ガス通路16内のガス圧
力は常にシリンダ内ガス圧力よりも高い圧力に圧縮され
る。前記噴射ガス通路16内のEGRガスは、圧縮行程
終了時近くでかつ燃料噴射開始前の所定の時期でガス噴
射用逆止弁15の開弁圧以上に排ガス圧が上昇したと
き、前記ガス噴射用逆止弁よりEGRガスを燃焼室02
内の燃料噴射弁方向にガスジェット17として噴出す
る。
速度が速いが貫徹力が弱いため、該EGRガスは燃料噴
射弁17の回りに滞留する結果となり、その周囲は新気
で満され局所EGRが形成される。その後燃料噴射弁0
4から燃料が噴射されると、燃料噴霧06が形成され、
自己着火により燃料は燃焼を開始するが、噴射された燃
料は燃料噴射弁04近傍の既燃ガス領域を通過する燃焼
初期ではEGRガスを巻き込みながら混合気を形成し、
比較的濃厚混合気の状態で燃焼反応を開始した後新気領
域に入り、十分な新気と混入し短時間内に燃焼を完了
し、NOX の少ない良好な燃焼が確保される。
で燃料噴射弁近傍のみに既燃排ガスを滞留させる所謂局
所EGRが形成され、燃料の燃焼開始初期にはEGRガ
スの多い比較的濃厚混合気の状態で燃焼を進行させ、N
OX の生成抑制がはかられると共に、燃料の燃焼中期以
降では新気との混合を促進して燃焼速度を高め、全体と
して短期に完全燃焼が実現され極低NOX 、極低パティ
キュレート燃焼が行われる。
に噴射されるEGRガス圧力は、シリンダ内のガス圧で
決定されるため全運転領域でEGRのコントロールの自
由度が大である。さらにEGRガスは吸気弁を通らない
で直接シリンダ内に噴射され、且EGRガスの分散領域
も限られた狭い領域であるため、吸気弁の摩耗や潤滑性
能の悪化もなく高い信頼性が得られる。
Claims (1)
- 【請求項1】 シリンダ内で圧縮され高温高圧化した空
気中に燃料を直接噴射し自己着火させる内燃機関におい
て、シリンダヘッドに設けられシリンダ内のガス圧力を
直接受圧し、該圧力により駆動され少なくともエンジン
の圧縮比より高い圧縮比に排気ガスを圧縮する増圧ピス
トン(14)と;排気管あるいは排気ポートと該増圧ピ
ストンの圧縮側とを結ぶ排気ガス通路(11)と;前記
増圧ピストンにより圧縮された排気ガスをシリンダ内に
噴射するための噴射ガス通路(16)と;該噴射ガス通
路の途中及び端末に順次設けられた絞り弁(12)及び
ガス噴射用逆止弁(15)と;該絞り弁の開度を機関の
運転状況に応じて制御し、ピストンの圧縮行程終了時期
近くの燃料噴射開始前にシリンダ内ガス圧力を利用して
排気ガスを前記ガス噴射用逆止弁(15)より燃料噴射
弁(04)方向に噴射するコントローラ(13)とを有
してなる内燃機関の燃焼装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3229368A JP2824349B2 (ja) | 1991-08-17 | 1991-08-17 | 内燃機関の燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3229368A JP2824349B2 (ja) | 1991-08-17 | 1991-08-17 | 内燃機関の燃焼装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0544492A true JPH0544492A (ja) | 1993-02-23 |
JP2824349B2 JP2824349B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=16891076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3229368A Expired - Lifetime JP2824349B2 (ja) | 1991-08-17 | 1991-08-17 | 内燃機関の燃焼装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2824349B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014218998A (ja) * | 2013-04-11 | 2014-11-20 | 富夫 岸田 | 排気ガス吸入圧縮噴射エンジン |
-
1991
- 1991-08-17 JP JP3229368A patent/JP2824349B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014218998A (ja) * | 2013-04-11 | 2014-11-20 | 富夫 岸田 | 排気ガス吸入圧縮噴射エンジン |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2824349B2 (ja) | 1998-11-11 |
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