JPH06146889A - 高圧縮比メタノールエンジン - Google Patents
高圧縮比メタノールエンジンInfo
- Publication number
- JPH06146889A JPH06146889A JP4326055A JP32605592A JPH06146889A JP H06146889 A JPH06146889 A JP H06146889A JP 4326055 A JP4326055 A JP 4326055A JP 32605592 A JP32605592 A JP 32605592A JP H06146889 A JPH06146889 A JP H06146889A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- engine
- control valve
- sub
- methanol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】メタノールエンジンの副室と主室との連絡口に
制御弁を設け、エンジンの部分負荷時には膨張行程の途
中で制御弁を閉鎖して燃焼ガスの一部を残留させ、噴射
した燃料を高温・高圧のガスにより活性化させる。 【構成】副室３の外周を空気層３２にて包囲して遮熱し
て高温度を保持させ、主室１２との間に制御弁４を配置
して電磁石５への通電により開閉弁させる。そしてエン
ジンの部分負荷時には膨張行程の途中で制御弁４を閉鎖
して燃焼ガスを残留させ、噴射したメタノールをその高
温、高圧の燃焼ガスにより活性化させて、制御弁４の開
弁により主室１２に吹出させ十分に燃焼させて部分負荷
時の燃焼を改善する。
制御弁を設け、エンジンの部分負荷時には膨張行程の途
中で制御弁を閉鎖して燃焼ガスの一部を残留させ、噴射
した燃料を高温・高圧のガスにより活性化させる。 【構成】副室３の外周を空気層３２にて包囲して遮熱し
て高温度を保持させ、主室１２との間に制御弁４を配置
して電磁石５への通電により開閉弁させる。そしてエン
ジンの部分負荷時には膨張行程の途中で制御弁４を閉鎖
して燃焼ガスを残留させ、噴射したメタノールをその高
温、高圧の燃焼ガスにより活性化させて、制御弁４の開
弁により主室１２に吹出させ十分に燃焼させて部分負荷
時の燃焼を改善する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は部分負荷時におけるメタ
ノールの燃焼状態を改良する高圧縮比メタノールエンジ
ンに関する。
ノールの燃焼状態を改良する高圧縮比メタノールエンジ
ンに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの燃料として通常ガソリンや軽
油などの化石燃料が使用されているが、その排気に窒素
酸化物や黒煙など大気を汚染する物質が多く含まれるた
め、公害の少ないメタノールを燃料とするエンジンが開
発されている。
油などの化石燃料が使用されているが、その排気に窒素
酸化物や黒煙など大気を汚染する物質が多く含まれるた
め、公害の少ないメタノールを燃料とするエンジンが開
発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】燃料にメタノールを使
用したエンジンでは、排気ガス中のすす、および窒素酸
化物の低減はできるものの、メタノール自体の気化潜熱
が大きく着火温度が高いため、エンジン負荷が高い場合
には、燃焼室温度が高ければ着火し易いが、低負荷時で
は燃焼室の壁温が低くてメタノールの気化や活性化が困
難となり燃焼が悪いという問題がある。
用したエンジンでは、排気ガス中のすす、および窒素酸
化物の低減はできるものの、メタノール自体の気化潜熱
が大きく着火温度が高いため、エンジン負荷が高い場合
には、燃焼室温度が高ければ着火し易いが、低負荷時で
は燃焼室の壁温が低くてメタノールの気化や活性化が困
難となり燃焼が悪いという問題がある。
【０００４】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的はメタノールの予燃焼を行う副室
と主室との連絡口に制御弁を設け、該制御弁の開閉制御
により、部分負荷時におけるメタノールの燃焼状態を改
善しようとする高圧縮比メタノールエンジンを提供する
ことにある。
ものであり、その目的はメタノールの予燃焼を行う副室
と主室との連絡口に制御弁を設け、該制御弁の開閉制御
により、部分負荷時におけるメタノールの燃焼状態を改
善しようとする高圧縮比メタノールエンジンを提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、エンジンの燃料とするメタノール
の予燃焼を行う副室と主室との間の連絡口を開閉する制
御弁と、該制御弁を電磁力により開閉操作する電磁石
と、前記の副室の内部温度を高温度に保持する副室温度
保持手段と、前記のエンジンの負荷状態を検出する負荷
検出手段と、前記の制御弁をエンジンの圧縮行程の終期
に開弁するとともに前記の負荷検出手段の信号に応じて
膨張行程の途中にて制御弁を閉弁せしめる弁開閉制御手
段とを備え高圧縮比メタノールエンジンが提供される。
めに本発明によれば、エンジンの燃料とするメタノール
の予燃焼を行う副室と主室との間の連絡口を開閉する制
御弁と、該制御弁を電磁力により開閉操作する電磁石
と、前記の副室の内部温度を高温度に保持する副室温度
保持手段と、前記のエンジンの負荷状態を検出する負荷
検出手段と、前記の制御弁をエンジンの圧縮行程の終期
に開弁するとともに前記の負荷検出手段の信号に応じて
膨張行程の途中にて制御弁を閉弁せしめる弁開閉制御手
段とを備え高圧縮比メタノールエンジンが提供される。
【０００６】
【作用】メタノールエンジンの部分負荷時には膨張行程
の途中にて制御弁を閉弁して副室を閉鎖するので、高
温、高圧の燃焼ガスの一部が残り、このガス内に燃料を
噴射するため燃料の活性化が進み、制御弁が開弁される
と部分負荷時でも主室内での燃焼が効率よく行われる。
の途中にて制御弁を閉弁して副室を閉鎖するので、高
温、高圧の燃焼ガスの一部が残り、このガス内に燃料を
噴射するため燃料の活性化が進み、制御弁が開弁される
と部分負荷時でも主室内での燃焼が効率よく行われる。
【０００７】
【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【０００８】図１は本発明にかかる高圧縮比メタノール
エンジンの一実施例を示す構成ブロック図であり、図２
は本実施例における燃焼室の制御弁の開閉とエンジンの
運転状態の関連を示す一例の曲線図である。
エンジンの一実施例を示す構成ブロック図であり、図２
は本実施例における燃焼室の制御弁の開閉とエンジンの
運転状態の関連を示す一例の曲線図である。
【０００９】図１において、１はシリンダであり、上下
に摺動自在なピストン２を備え上部のシリンダヘッド１
１にはメタノールの予燃焼を行う副室３や吸排気弁４な
どが取付けられている。そしてピストン２の上面のピス
トンヘッド２１には高強度で耐熱性を備えたセラミック
スが使用され、その頂部は緩やかな傾斜面を備えて副室
３の下方部分が低くなり、さらに副室３の下方の連絡口
３１に対応する部分は窪み２２が設けられて空気溜りが
形成されている。
に摺動自在なピストン２を備え上部のシリンダヘッド１
１にはメタノールの予燃焼を行う副室３や吸排気弁４な
どが取付けられている。そしてピストン２の上面のピス
トンヘッド２１には高強度で耐熱性を備えたセラミック
スが使用され、その頂部は緩やかな傾斜面を備えて副室
３の下方部分が低くなり、さらに副室３の下方の連絡口
３１に対応する部分は窪み２２が設けられて空気溜りが
形成されている。
【００１０】副室３は例えば窒化珪素のような高強度、
耐熱性で低熱導性のセラミックスからなり、その外周壁
には遮熱用の空気層３２が巡らされ、中央部分には主室
１２との連絡口３１を開閉する制御弁４が配置されてお
り、該制御弁４のステム４１は副室３の上壁中央部分の
軸穴３３により上下に移動自在に支持されて、下降時に
はピストン面積の３〜５％程度の連絡口３１を開口す
る。
耐熱性で低熱導性のセラミックスからなり、その外周壁
には遮熱用の空気層３２が巡らされ、中央部分には主室
１２との連絡口３１を開閉する制御弁４が配置されてお
り、該制御弁４のステム４１は副室３の上壁中央部分の
軸穴３３により上下に移動自在に支持されて、下降時に
はピストン面積の３〜５％程度の連絡口３１を開口す
る。
【００１１】そして、ステム４１の上方には磁性体から
なる吸着板５３が取付けられ、副室３の上方に配置され
た電磁石５のコイル５１への通電により、コア５２に生
ずる電磁力によって吸着板５３が吸引されるように構成
されている。なお、３４は遮熱材であり、副室の軸穴３
３の上方に取付けられ、副室３と電磁石５との間を遮熱
するものである。
なる吸着板５３が取付けられ、副室３の上方に配置され
た電磁石５のコイル５１への通電により、コア５２に生
ずる電磁力によって吸着板５３が吸引されるように構成
されている。なお、３４は遮熱材であり、副室の軸穴３
３の上方に取付けられ、副室３と電磁石５との間を遮熱
するものである。
【００１２】６は噴射ノズルで、副室３の側壁の取付け
られて噴射ポンプ６１から送られるメタノールを副室３
の内部に噴霧するものであり、噴射ポンプ６１への噴射
指令はコントローラ７から発せられる。
られて噴射ポンプ６１から送られるメタノールを副室３
の内部に噴霧するものであり、噴射ポンプ６１への噴射
指令はコントローラ７から発せられる。
【００１３】コントローラ７はマイクロコンピュータか
らなり、エンジンの回転センサ７１、エンジン負荷セン
サ７２およびクランク軸位置センサ７３からの検出信号
が入力されると所定の演算が行われ、格納した制御手順
に従って噴射ポンプ６１や電磁石５に指令が発せられる
ように構成されている。
らなり、エンジンの回転センサ７１、エンジン負荷セン
サ７２およびクランク軸位置センサ７３からの検出信号
が入力されると所定の演算が行われ、格納した制御手順
に従って噴射ポンプ６１や電磁石５に指令が発せられる
ように構成されている。
【００１４】つぎにこのように構成された本実施例の作
動を図２に示す曲線図を参照して説明すると、エンジン
の圧縮行程の終期に制御弁４を開弁し、副室３の内部に
充満している混合気に着火してその着火火炎が主室１２
に吹出し残留の新気と混しし燃焼する。ついで、通常で
は排気行程の終了した時点で閉鎖する制御弁を、膨張行
程の途中の下死点付近で閉弁すると、高温度、高圧力の
燃焼ガスが副室３の内部に残り、排気行程の終期に噴射
されたメタノールが低負荷時でも活性化が進み、あるい
はＣＨ3 ＯＨから２Ｈ2 ＋ＣＯに変化する。そして次行
程にて制御弁４が開弁したときは、その燃焼が濃混合気
によりＮＯX の生成が抑制され、さらに、爆発力によっ
て均一混合気と火炎とが主室１２に吹出し予混合に近い
状態の燃焼が行われることになる。したがって、部分負
荷時でも燃費が良好となり、排気ガスの少なく燃焼が得
られることになる
動を図２に示す曲線図を参照して説明すると、エンジン
の圧縮行程の終期に制御弁４を開弁し、副室３の内部に
充満している混合気に着火してその着火火炎が主室１２
に吹出し残留の新気と混しし燃焼する。ついで、通常で
は排気行程の終了した時点で閉鎖する制御弁を、膨張行
程の途中の下死点付近で閉弁すると、高温度、高圧力の
燃焼ガスが副室３の内部に残り、排気行程の終期に噴射
されたメタノールが低負荷時でも活性化が進み、あるい
はＣＨ3 ＯＨから２Ｈ2 ＋ＣＯに変化する。そして次行
程にて制御弁４が開弁したときは、その燃焼が濃混合気
によりＮＯX の生成が抑制され、さらに、爆発力によっ
て均一混合気と火炎とが主室１２に吹出し予混合に近い
状態の燃焼が行われることになる。したがって、部分負
荷時でも燃費が良好となり、排気ガスの少なく燃焼が得
られることになる
【００１５】また、エンジン高負荷の場合には図２の曲
線図に示すように圧縮行程の終期から膨張行程の途中ま
で開口している制御弁の閉鎖を部分負荷時より遅らせて
も、燃焼室温度が高いため容易に着火して十分な燃焼が
行われることになる。
線図に示すように圧縮行程の終期から膨張行程の途中ま
で開口している制御弁の閉鎖を部分負荷時より遅らせて
も、燃焼室温度が高いため容易に着火して十分な燃焼が
行われることになる。
【００１６】以上、本発明の上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。
【００１７】
【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
メタノールエンジンの部分負荷時には膨張行程の途中に
て連絡口の制御弁を閉弁して副室閉鎖を行うので内部に
高温、高圧の燃焼ガスが残留し、このガス中にメタノー
ルが噴射されると、活性化が行われ、次の制御弁の開弁
時にはその燃焼濃混合気のためＮＯX の生成が抑制さ
れ、さらに主室に吹出された混合気が効率よく燃焼して
部分負荷時の燃焼が改善される効果が得られる。
メタノールエンジンの部分負荷時には膨張行程の途中に
て連絡口の制御弁を閉弁して副室閉鎖を行うので内部に
高温、高圧の燃焼ガスが残留し、このガス中にメタノー
ルが噴射されると、活性化が行われ、次の制御弁の開弁
時にはその燃焼濃混合気のためＮＯX の生成が抑制さ
れ、さらに主室に吹出された混合気が効率よく燃焼して
部分負荷時の燃焼が改善される効果が得られる。
【図１】本発明にかかる高圧縮比メタノールエンジンの
一実施例を示す構成ブロック図である。
一実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】本実施例における制御弁の開閉とエンジンの運
転状態の関連を示す一例の曲線図である。
転状態の関連を示す一例の曲線図である。
１…シリンダ ３…副室 ４…制御弁 ５…電磁石 ７…コントローラ １２…主室 ３１…連絡口 ３２…空気層 ７２…エンジン負荷センサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０ Ｃ
Claims (3)
- 【請求項１】エンジンの燃料とするメタノールの予燃焼
を行う副室と主室との間の連絡口を開閉する制御弁と、
該制御弁を電磁力により開閉操作する電磁石と、前記の
副室の内部温度を高温度に保持する副室温度保持手段
と、前記のエンジンの負荷状態を検出する負荷検出手段
と、前記の制御弁をエンジンの圧縮行程の終期に開弁す
るとともに前記の負荷検出手段の信号に応じて膨張行程
の途中にて制御弁を閉弁せしめる弁開閉制御手段とを備
えたことを特徴とする高圧縮比メタノールエンジン。 - 【請求項２】前記の弁開閉制御手段は負荷検出手段から
の信号により部分負荷時には全負荷時より早期に閉弁せ
しめることを特徴とする請求項１記載の高圧縮比メタノ
ールエンジン。 - 【請求項３】前記の副室温度保持手段は副室の素材に高
強度、低熱伝導性のセラミックスを用いるとともに、副
室外壁を空気層にて包囲したことを特徴とする請求項１
記載の高圧縮比メタノールエンジン。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4326055A JPH06146889A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 高圧縮比メタノールエンジン |
| DE69324424T DE69324424T2 (de) | 1992-09-14 | 1993-09-14 | Hochverdichtende Brennkraftmaschine |
| EP93307223A EP0588592B1 (en) | 1992-09-14 | 1993-09-14 | High compression ratio internal-combustion engine |
| US08/548,254 US5603298A (en) | 1992-09-14 | 1995-10-25 | High compression ratio internal-combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4326055A JPH06146889A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 高圧縮比メタノールエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06146889A true JPH06146889A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=18183607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4326055A Pending JPH06146889A (ja) | 1992-09-14 | 1992-11-11 | 高圧縮比メタノールエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06146889A (ja) |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP4326055A patent/JPH06146889A/ja active Pending
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