JPH08231969A - ディーゼルエンジンの燃焼方法 - Google Patents
ディーゼルエンジンの燃焼方法Info
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- JPH08231969A JPH08231969A JP7032634A JP3263495A JPH08231969A JP H08231969 A JPH08231969 A JP H08231969A JP 7032634 A JP7032634 A JP 7032634A JP 3263495 A JP3263495 A JP 3263495A JP H08231969 A JPH08231969 A JP H08231969A
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中
の有害成分を著しく減少させることにより、環境汚染を
防止する。 【構成】本発明は、特定の組成比を有するディーゼル燃
料と高純度の炭酸ジ低級アルキルエステルとのディーゼ
ル燃料組成物を用いて、ディーゼルエンジン内に特定の
噴射タイミングで供給して燃焼させることにより、排気
ガス中の環境汚染物質を低減する方法に関する。また、
本発明は排気ガス再循環法によるエンジン燃焼法におい
て前記ディーゼル燃料組成物を用いることにより排気ガ
ス中の環境汚染物質を低減する方法に関する。
の有害成分を著しく減少させることにより、環境汚染を
防止する。 【構成】本発明は、特定の組成比を有するディーゼル燃
料と高純度の炭酸ジ低級アルキルエステルとのディーゼ
ル燃料組成物を用いて、ディーゼルエンジン内に特定の
噴射タイミングで供給して燃焼させることにより、排気
ガス中の環境汚染物質を低減する方法に関する。また、
本発明は排気ガス再循環法によるエンジン燃焼法におい
て前記ディーゼル燃料組成物を用いることにより排気ガ
ス中の環境汚染物質を低減する方法に関する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、環境汚染の原因とし
て問題となっている、ディーゼルエンジンからの排気ガ
ス中の有害成分の低減方法に関し、特に、人体に有害で
ある黒煙等の低減方法に関する。
て問題となっている、ディーゼルエンジンからの排気ガ
ス中の有害成分の低減方法に関し、特に、人体に有害で
ある黒煙等の低減方法に関する。
【0002】
【従来技術の説明】アメリカ特許第2,331,386
号明細書、特表昭60−500259号公報等におい
て、乗用車エンジン用燃料(ガソリン)、ディーゼルエ
ンジン用燃料油(重油)等の炭化水素液状燃料に、炭酸
ジアルキルエステル(さらに必要であれば低級脂肪族ア
ルコール)を添加することによって、前記燃料をエンジ
ンなどに使用する場合の発火性に係わるオクタン価、セ
タン価などが改良できることがよく知られている。
号明細書、特表昭60−500259号公報等におい
て、乗用車エンジン用燃料(ガソリン)、ディーゼルエ
ンジン用燃料油(重油)等の炭化水素液状燃料に、炭酸
ジアルキルエステル(さらに必要であれば低級脂肪族ア
ルコール)を添加することによって、前記燃料をエンジ
ンなどに使用する場合の発火性に係わるオクタン価、セ
タン価などが改良できることがよく知られている。
【0003】一方、従来より、環境汚染の原因として、
自動車の排気ガスが問題とされている。ガソリンエンジ
ンを登載した自動車については、技術改良によって排気
ガス中の有害成分の低減が進んでいる。これに対し、大
型自動車、トラック、バスなどの重量車に搭載されたデ
ィーゼル燃料を使用するディーゼルエンジンから排出さ
れる排気ガス中には、高濃度の酸化窒素化合物や黒煙が
含まれており、改良はほとんど進んでいない。特に黒煙
中には、タールや発ガン性物質が含まれており、特に、
強い発ガン性を示すベンゾ(a)ピレンや、1−ニトロ
ピレン等のニトロアレン類が見いだされており、その低
減が望まれている。
自動車の排気ガスが問題とされている。ガソリンエンジ
ンを登載した自動車については、技術改良によって排気
ガス中の有害成分の低減が進んでいる。これに対し、大
型自動車、トラック、バスなどの重量車に搭載されたデ
ィーゼル燃料を使用するディーゼルエンジンから排出さ
れる排気ガス中には、高濃度の酸化窒素化合物や黒煙が
含まれており、改良はほとんど進んでいない。特に黒煙
中には、タールや発ガン性物質が含まれており、特に、
強い発ガン性を示すベンゾ(a)ピレンや、1−ニトロ
ピレン等のニトロアレン類が見いだされており、その低
減が望まれている。
【0004】最近、アメリカ特許第4,891,049
号及びアメリカ特許第4,904,279号明細書は、
2種類の炭酸エステル化合物と、ガソリンより重い液状
炭化水素燃料(例えば、中間留分燃料油、ディーゼルエ
ンジン用燃料油)とからなる炭化水素燃料組成物の発明
について報告している。この発明は、エンジン排ガス中
のカーボン類の含有割合を、十分とはいえないが、ある
程度減少させている(カーボン類の減少率:最大で約2
9重量%、平均で約20重量%程度であり、必ずしも満
足できるものではない。)。
号及びアメリカ特許第4,904,279号明細書は、
2種類の炭酸エステル化合物と、ガソリンより重い液状
炭化水素燃料(例えば、中間留分燃料油、ディーゼルエ
ンジン用燃料油)とからなる炭化水素燃料組成物の発明
について報告している。この発明は、エンジン排ガス中
のカーボン類の含有割合を、十分とはいえないが、ある
程度減少させている(カーボン類の減少率:最大で約2
9重量%、平均で約20重量%程度であり、必ずしも満
足できるものではない。)。
【0005】しかし、黒煙の低減方法については依然と
して未知であり、この技術分野においては、ディーゼル
エンジンの排気ガス中の黒煙の発生を効果的に十分に防
止することができる方法が、極めて期待されていた。
して未知であり、この技術分野においては、ディーゼル
エンジンの排気ガス中の黒煙の発生を効果的に十分に防
止することができる方法が、極めて期待されていた。
【0006】また、一般的に、カーボン類の発生を減少
させることができる炭化水素燃料組成物はかえって窒素
酸化物の発生を増加させるという傾向があったが、この
場合も、黒煙を減少させると同時に、他の有害成分特に
窒素化合物の発生をも低減・防止させる方法は知られて
いなかったのである。
させることができる炭化水素燃料組成物はかえって窒素
酸化物の発生を増加させるという傾向があったが、この
場合も、黒煙を減少させると同時に、他の有害成分特に
窒素化合物の発生をも低減・防止させる方法は知られて
いなかったのである。
【0007】また、エンジンの性能を上げるために、排
気ガスの一部を燃料ガスに加え、再循環させる方法が知
られているが、この方法によれば、循環率を上げると黒
煙等の有害成分が多量に発生し環境に影響を与えること
が知られていた。そこで、循環率を上げても環境汚染と
ならない方法が求められていた。
気ガスの一部を燃料ガスに加え、再循環させる方法が知
られているが、この方法によれば、循環率を上げると黒
煙等の有害成分が多量に発生し環境に影響を与えること
が知られていた。そこで、循環率を上げても環境汚染と
ならない方法が求められていた。
【0008】
【本発明が解決しようとする課題】この発明は、ディー
ゼルエンジンなどの内燃機関内で、ディーゼル燃料を燃
焼する際に発生する排気ガス中の、タール成分及び発ガ
ン物質を含有する黒煙を効果的に低減する方法を提供す
ることを目的とする。さらに、本発明は、排気ガス中の
窒素酸化物、炭化水素、一酸化炭素の低減を目的とす
る。また、この発明は、黒煙を減少させると共に窒素酸
化物を同時に減少させることもできる。さらに本発明の
別の目的は、排気ガスを再循環させるディーゼルエンジ
ン燃焼方法において、排気ガス中の黒煙、窒素酸化物等
の環境汚染物質を効果的に減少させることにある。
ゼルエンジンなどの内燃機関内で、ディーゼル燃料を燃
焼する際に発生する排気ガス中の、タール成分及び発ガ
ン物質を含有する黒煙を効果的に低減する方法を提供す
ることを目的とする。さらに、本発明は、排気ガス中の
窒素酸化物、炭化水素、一酸化炭素の低減を目的とす
る。また、この発明は、黒煙を減少させると共に窒素酸
化物を同時に減少させることもできる。さらに本発明の
別の目的は、排気ガスを再循環させるディーゼルエンジ
ン燃焼方法において、排気ガス中の黒煙、窒素酸化物等
の環境汚染物質を効果的に減少させることにある。
【0009】また、メタノ−ルを軽油等に添加する方法
では、メタノールを軽油等に混合するのが難しく添加
量、添加方法に制約があるのに対し、本発明では、燃料
組成物を調整するのに際して、各成分の混合比および混
合方法に実質上の制約が無く、極めて容易に行えるとい
う利点も有している。
では、メタノールを軽油等に混合するのが難しく添加
量、添加方法に制約があるのに対し、本発明では、燃料
組成物を調整するのに際して、各成分の混合比および混
合方法に実質上の制約が無く、極めて容易に行えるとい
う利点も有している。
【0010】
【課題を解決する手段】本発明は、ディーゼル燃料と一
般式I
般式I
【0011】
【化2】
【0012】(但し、式中、Rは炭素数1〜6の低級炭
化水素基を示す)で示される炭酸ジエステルを混合し、
該炭酸ジエステルが0.1〜40容量%の割合となるよ
うに調製されたディーゼル燃料組成物を、ディーゼルエ
ンジン内に17〜2℃A BTDCの噴射タイミングで
供給することを特徴とするディーゼルエンジン燃焼方法
に関する。但し、前記の炭酸ジエステルは、95重量%
以上の高純度のものであって他の炭酸エステル化合物を
実質的に含有していないことが好ましい。
化水素基を示す)で示される炭酸ジエステルを混合し、
該炭酸ジエステルが0.1〜40容量%の割合となるよ
うに調製されたディーゼル燃料組成物を、ディーゼルエ
ンジン内に17〜2℃A BTDCの噴射タイミングで
供給することを特徴とするディーゼルエンジン燃焼方法
に関する。但し、前記の炭酸ジエステルは、95重量%
以上の高純度のものであって他の炭酸エステル化合物を
実質的に含有していないことが好ましい。
【0013】また、本発明は、前記ディーゼル燃料組成
物を、ディーゼルエンジン内に17〜2℃A BTDC
の噴射タイミングで供給して燃焼させることによって排
気ガス中の黒煙を低減する方法に関する。
物を、ディーゼルエンジン内に17〜2℃A BTDC
の噴射タイミングで供給して燃焼させることによって排
気ガス中の黒煙を低減する方法に関する。
【0014】さらに本発明は、前記ディーゼル燃料組成
物を、ディーゼルエンジン内に17〜2℃A BTDC
の噴射タイミングで供給して燃焼させることによって排
気ガス中の窒素酸化物を低減する方法に関する。さらに
本発明は、前記ディーゼル燃料組成物を、ディーゼルエ
ンジン内に14〜2℃A BTDCの噴射タイミングで
供給して燃焼させることによって排気ガス中の炭化水素
を低減する方法に関する。
物を、ディーゼルエンジン内に17〜2℃A BTDC
の噴射タイミングで供給して燃焼させることによって排
気ガス中の窒素酸化物を低減する方法に関する。さらに
本発明は、前記ディーゼル燃料組成物を、ディーゼルエ
ンジン内に14〜2℃A BTDCの噴射タイミングで
供給して燃焼させることによって排気ガス中の炭化水素
を低減する方法に関する。
【0015】さらに本発明は、前記ディーゼル燃料組成
物を、ディーゼルエンジン内に16〜8℃A BTDC
の噴射タイミングで供給して燃焼させることによって排
気ガス中の一酸化炭素を低減する方法に関する。
物を、ディーゼルエンジン内に16〜8℃A BTDC
の噴射タイミングで供給して燃焼させることによって排
気ガス中の一酸化炭素を低減する方法に関する。
【0016】さらに本発明は、前記ディーゼル燃料組成
物を、ディーゼルエンジン内で燃焼させ、生成した排気
ガスの一部をさらにディーゼルエンジン内に供給するこ
とを特徴とするディーゼルエンジン燃焼方法に関する。
物を、ディーゼルエンジン内で燃焼させ、生成した排気
ガスの一部をさらにディーゼルエンジン内に供給するこ
とを特徴とするディーゼルエンジン燃焼方法に関する。
【0017】本発明では、排気ガスを再循環させる燃焼
方法を用いて、前記ディーゼル燃料組成物を燃焼させる
ことを特徴とする排気ガス中の黒煙および窒素酸化物の
低減方法に関する。
方法を用いて、前記ディーゼル燃料組成物を燃焼させる
ことを特徴とする排気ガス中の黒煙および窒素酸化物の
低減方法に関する。
【0018】以下に本発明を詳細に説明する。本発明で
は、ディーゼル燃料組成物をディーゼルエンジン内に、
噴射タイミングとして17〜2℃A BTDCで供給し
て燃焼させる。尚、本願においては、噴射タイミングを
クランク角度(単位℃A BTDC(°Crank Angle Be
fore Top Dead Center) )で示した。クランクは回転軸
に取り付けられた部材であり、往復運動をするピストン
と接合されている。ここでは、シリンダー内の容積が最
小となるピストン位置のクランクの角度を0°としてい
る。従って、最大となる位置は180°である。例えば
10℃A BTDCとは、シリンダー内の容積が最小と
なる前に燃料ガスが供給され、このときのクランク角度
が−10°であることを意味する。通常の条件下では、
燃料の燃焼(爆発燃焼)は0〜5℃A ATDC(°Cr
ank Angle After Top Dead Center )程度の0℃Aより
やや大きいクランク角度で起こる。尚、17〜2℃A
BTDCは−17〜−2℃A ATDCと同義である。
は、ディーゼル燃料組成物をディーゼルエンジン内に、
噴射タイミングとして17〜2℃A BTDCで供給し
て燃焼させる。尚、本願においては、噴射タイミングを
クランク角度(単位℃A BTDC(°Crank Angle Be
fore Top Dead Center) )で示した。クランクは回転軸
に取り付けられた部材であり、往復運動をするピストン
と接合されている。ここでは、シリンダー内の容積が最
小となるピストン位置のクランクの角度を0°としてい
る。従って、最大となる位置は180°である。例えば
10℃A BTDCとは、シリンダー内の容積が最小と
なる前に燃料ガスが供給され、このときのクランク角度
が−10°であることを意味する。通常の条件下では、
燃料の燃焼(爆発燃焼)は0〜5℃A ATDC(°Cr
ank Angle After Top Dead Center )程度の0℃Aより
やや大きいクランク角度で起こる。尚、17〜2℃A
BTDCは−17〜−2℃A ATDCと同義である。
【0019】前記ディーゼル燃料組成物を用いると、通
常のディーゼル燃料に比べ、17〜2℃A BTDCの
噴射タイミング範囲において排気ガス中の黒煙を低減す
ることができる。黒煙の低減方法としては、17〜6℃
A BTDC、特に好ましくは17〜8℃A BTDC
の噴射タイミング範囲で燃焼させるのが良い。噴射タイ
ミングを早めたほうが、黒煙の量が減少するからであ
る。また、排気ガス中の窒素酸化物を低減する方法とし
ては17〜2℃A BTDCの噴射タイミング範囲のな
かでも、特に14〜2℃A BTDCの範囲が好まし
い。さらに、排気ガス中の黒煙と窒素酸化物の両方を同
時に低減する方法としては、特に14〜6℃A BTD
Cの範囲が好ましい。
常のディーゼル燃料に比べ、17〜2℃A BTDCの
噴射タイミング範囲において排気ガス中の黒煙を低減す
ることができる。黒煙の低減方法としては、17〜6℃
A BTDC、特に好ましくは17〜8℃A BTDC
の噴射タイミング範囲で燃焼させるのが良い。噴射タイ
ミングを早めたほうが、黒煙の量が減少するからであ
る。また、排気ガス中の窒素酸化物を低減する方法とし
ては17〜2℃A BTDCの噴射タイミング範囲のな
かでも、特に14〜2℃A BTDCの範囲が好まし
い。さらに、排気ガス中の黒煙と窒素酸化物の両方を同
時に低減する方法としては、特に14〜6℃A BTD
Cの範囲が好ましい。
【0020】また、排気ガス中の炭化水素を低減する方
法としては、14〜2℃A BTDCの噴射タイミング
範囲が好ましく、通常のディーゼル燃料との差異が際立
ってみられるのは8〜2℃A BTDCの噴射タイミン
グ範囲である。また、排気ガス中の一酸化炭素を低減す
る方法としては、17〜2℃A BTDCの噴射タイミ
ング範囲において、通常のディーゼル燃料に比べ前記デ
ィーゼル燃料を用いた効果が際立って見られるが、特に
一酸化炭素の生成量の少ない範囲は16〜8℃A BT
DCの噴射タイミング範囲である。窒素酸化物を減少さ
せるためには噴射タイミングを遅くするのが好ましく、
特に好ましくは14〜4℃A BTDCの噴射タイミン
グ範囲である。
法としては、14〜2℃A BTDCの噴射タイミング
範囲が好ましく、通常のディーゼル燃料との差異が際立
ってみられるのは8〜2℃A BTDCの噴射タイミン
グ範囲である。また、排気ガス中の一酸化炭素を低減す
る方法としては、17〜2℃A BTDCの噴射タイミ
ング範囲において、通常のディーゼル燃料に比べ前記デ
ィーゼル燃料を用いた効果が際立って見られるが、特に
一酸化炭素の生成量の少ない範囲は16〜8℃A BT
DCの噴射タイミング範囲である。窒素酸化物を減少さ
せるためには噴射タイミングを遅くするのが好ましく、
特に好ましくは14〜4℃A BTDCの噴射タイミン
グ範囲である。
【0021】本発明におけるディーゼルエンジンの負荷
については特に制限がなく、いずれの負荷条件において
も排気ガス成分を改善することができる。しかし、黒煙
の絶対量を減少する効果としては、負荷の大きい範囲お
いて特に有効であり正味平均有効圧(BMEP、ピスト
ンに加わる圧力である)が0.1MPa以上、特に0.
3MPa以上の範囲で効果が顕著である。
については特に制限がなく、いずれの負荷条件において
も排気ガス成分を改善することができる。しかし、黒煙
の絶対量を減少する効果としては、負荷の大きい範囲お
いて特に有効であり正味平均有効圧(BMEP、ピスト
ンに加わる圧力である)が0.1MPa以上、特に0.
3MPa以上の範囲で効果が顕著である。
【0022】次に、前記ディーゼル燃料組成物を、ディ
ーゼルエンジン内で燃焼させ、生成した排気ガスの一部
をさらにディーゼルエンジン内に供給するディーゼルエ
ンジン燃焼方法について説明する。本願発明者は、前記
ディーゼル燃料をディーゼルエンジン内で燃焼する際
に、生成した排気ガスの一部をさらにエンジン内に供給
する燃焼方法(以下、排気再循環(EGR)という)を
用いることにより、通常のディーゼル燃料を使用したと
きに比べて、さらに排気ガスの改善効果が大きいことを
見いだした。
ーゼルエンジン内で燃焼させ、生成した排気ガスの一部
をさらにディーゼルエンジン内に供給するディーゼルエ
ンジン燃焼方法について説明する。本願発明者は、前記
ディーゼル燃料をディーゼルエンジン内で燃焼する際
に、生成した排気ガスの一部をさらにエンジン内に供給
する燃焼方法(以下、排気再循環(EGR)という)を
用いることにより、通常のディーゼル燃料を使用したと
きに比べて、さらに排気ガスの改善効果が大きいことを
見いだした。
【0023】一般にEGRの循環率を上げると、窒素酸
化物は減少するが黒煙は増加するという問題があり、循
環率を上げることができない。しかし、本発明によれ
ば、循環率を上げた場合であっても黒煙の減少効果があ
るので、循環率を上げて窒素酸化物を低減できる。即
ち、本発明によれば、黒煙と窒素酸化物を同時に低減す
ることができるという優れた効果がある。
化物は減少するが黒煙は増加するという問題があり、循
環率を上げることができない。しかし、本発明によれ
ば、循環率を上げた場合であっても黒煙の減少効果があ
るので、循環率を上げて窒素酸化物を低減できる。即
ち、本発明によれば、黒煙と窒素酸化物を同時に低減す
ることができるという優れた効果がある。
【0024】本発明におけるEGRの循環率について
は、特に制限が無く、通常用いられる任意の割合で排気
ガスを循環させることができる。
は、特に制限が無く、通常用いられる任意の割合で排気
ガスを循環させることができる。
【0025】次に、本発明に用いるディーゼル燃料組成
物についてさらに詳しく説明する。前述した如く、該デ
ィーゼル燃料組成物は、ディーゼル燃料と一般式Iで示
される炭酸ジエステルを混合し、該炭酸ジエステルが
0.1〜40容量%の割合となるように調製されたもの
である。ここで使用されるディーゼル燃料は、パラフィ
ン(メタン系炭化水素類)、シクロパラフィン、芳香族
炭化水素などの各種の炭化水素混合物である石油化学製
品であって、原油の蒸留に際して灯油より沸点の高い軽
油、および、さらに沸点の高い重油が用いられる。
物についてさらに詳しく説明する。前述した如く、該デ
ィーゼル燃料組成物は、ディーゼル燃料と一般式Iで示
される炭酸ジエステルを混合し、該炭酸ジエステルが
0.1〜40容量%の割合となるように調製されたもの
である。ここで使用されるディーゼル燃料は、パラフィ
ン(メタン系炭化水素類)、シクロパラフィン、芳香族
炭化水素などの各種の炭化水素混合物である石油化学製
品であって、原油の蒸留に際して灯油より沸点の高い軽
油、および、さらに沸点の高い重油が用いられる。
【0026】前記の軽油は、その沸点範囲が約160〜
400℃、特に180〜380℃であることが好まし
く、また、セタン価が40〜100、特に45〜95程
度であるディーゼルエンジン用軽油が好ましい。前記の
重油としては、A重油、B重油およびC重油であってセ
タン価が30〜100のものが好ましい。これらの中で
特に好ましいのは、沸点範囲が180〜380℃であっ
て、セタン価が45〜95程度のディーゼルエンジン用
軽油である。なお、前記のディーゼル燃料は、必要であ
れば、燃料として用いるために特に配合される適当な添
加剤(例えば、亜硝酸エステル、硝酸エステルなど)が
適当な配合割合(例えば、10容量%以下)で配合され
ていてもよい。
400℃、特に180〜380℃であることが好まし
く、また、セタン価が40〜100、特に45〜95程
度であるディーゼルエンジン用軽油が好ましい。前記の
重油としては、A重油、B重油およびC重油であってセ
タン価が30〜100のものが好ましい。これらの中で
特に好ましいのは、沸点範囲が180〜380℃であっ
て、セタン価が45〜95程度のディーゼルエンジン用
軽油である。なお、前記のディーゼル燃料は、必要であ
れば、燃料として用いるために特に配合される適当な添
加剤(例えば、亜硝酸エステル、硝酸エステルなど)が
適当な配合割合(例えば、10容量%以下)で配合され
ていてもよい。
【0027】ここで使用される炭酸ジエステルは、一般
式I
式I
【0028】
【化3】
【0029】〔但し、式中、Rは炭素数1〜6の低級炭
化水素基、好ましくは炭素数1〜4の低級アルキル基を
示す〕で示される高純度の炭酸ジエステルであって、前
記の一般式Iで示される炭酸ジエステルが、全ての炭酸
エステル化合物類の全量に対して95重量%以上、好ま
しくは96〜100重量%、特に好ましくは98〜10
0重量%である高純度のものであって他の炭酸エステル
化合物を実質的に含有していないことが好ましい。
化水素基、好ましくは炭素数1〜4の低級アルキル基を
示す〕で示される高純度の炭酸ジエステルであって、前
記の一般式Iで示される炭酸ジエステルが、全ての炭酸
エステル化合物類の全量に対して95重量%以上、好ま
しくは96〜100重量%、特に好ましくは98〜10
0重量%である高純度のものであって他の炭酸エステル
化合物を実質的に含有していないことが好ましい。
【0030】前記の低級炭化水素基としては、メチル
基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−
ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル
基、i−ペンチル基、n−ヘキシル基、i−ヘキシル基
などの炭素数1〜6の低級アルキル基(脂肪族炭化水素
基)、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシ
ルなどの炭素数1〜6の脂環式炭化水素基、炭素数1〜
6の不飽和炭化水素基、フェニル基などを挙げることが
できる。この発明では、前記の低級炭化水素基がメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜4
の低級アルキル基であることが特に好ましい。
基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−
ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル
基、i−ペンチル基、n−ヘキシル基、i−ヘキシル基
などの炭素数1〜6の低級アルキル基(脂肪族炭化水素
基)、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシ
ルなどの炭素数1〜6の脂環式炭化水素基、炭素数1〜
6の不飽和炭化水素基、フェニル基などを挙げることが
できる。この発明では、前記の低級炭化水素基がメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜4
の低級アルキル基であることが特に好ましい。
【0031】前記の一般式Iで示される炭酸ジエステル
に含まれない『他の炭酸エステル化合物』としては、例
えば、(a)一般式II
に含まれない『他の炭酸エステル化合物』としては、例
えば、(a)一般式II
【0032】
【化4】
【0033】(但し、前記一般式IIにおいてR1 は、
炭化水素基である。)で示されるジカルボン酸ジアルキ
ルエステル(前記一般式Iにおいて、Rがカルボキシ基
である炭酸ジアルキルエステルの縮合二量体など)、
(b)一般式III
炭化水素基である。)で示されるジカルボン酸ジアルキ
ルエステル(前記一般式Iにおいて、Rがカルボキシ基
である炭酸ジアルキルエステルの縮合二量体など)、
(b)一般式III
【0034】
【化5】
【0035】(但し、一般式IIIにおいて、R2 が前
記の炭素数1〜6の低級炭化水素基以外の炭化水素基で
あって、例えば、炭素数7以上の脂肪族炭化水素基、炭
素数7以上の脂環式炭化水素基、炭素数7以上の芳香族
炭化水素基などである。)で示される炭酸ジエステル、
あるいは、一般式IV
記の炭素数1〜6の低級炭化水素基以外の炭化水素基で
あって、例えば、炭素数7以上の脂肪族炭化水素基、炭
素数7以上の脂環式炭化水素基、炭素数7以上の芳香族
炭化水素基などである。)で示される炭酸ジエステル、
あるいは、一般式IV
【0036】
【化6】
【0037】(但し、前記一般式IVにおいてR3 は、
炭化水素基である。)で示される炭酸モノエステルなど
を挙げることができる。
炭化水素基である。)で示される炭酸モノエステルなど
を挙げることができる。
【0038】この発明において、前記の他の炭酸エステ
ル化合物は、全ての炭酸エステル化合物類に対して2重
量%以下、特に1重量%以下、最も好ましくは0.5重
量%以下であることが好ましい。
ル化合物は、全ての炭酸エステル化合物類に対して2重
量%以下、特に1重量%以下、最も好ましくは0.5重
量%以下であることが好ましい。
【0039】この発明において用いるディーゼル燃料組
成物は、前記一般式Iで示される高純度の炭酸ジエステ
ルが0.1〜40容量%(好ましくは0.2〜20容量
%、特に好ましくは0.3〜15容量%程度)の配合割
合で含有されていればよい。この発明で用いるディーゼ
ル燃料組成物では、前記の高純度の炭酸ジエステルの配
合割合は、0.5〜12容量%であることが最も好まし
い。この発明において、炭酸ジエステルの配合割合が少
なくなり過ぎると、黒煙等の発生を抑えることができな
くなるので適当ではなく、また、炭酸ジエステルの配合
割合が多くなり過ぎると、エンジンなど内燃機関の出力
が低下するので適当ではない。
成物は、前記一般式Iで示される高純度の炭酸ジエステ
ルが0.1〜40容量%(好ましくは0.2〜20容量
%、特に好ましくは0.3〜15容量%程度)の配合割
合で含有されていればよい。この発明で用いるディーゼ
ル燃料組成物では、前記の高純度の炭酸ジエステルの配
合割合は、0.5〜12容量%であることが最も好まし
い。この発明において、炭酸ジエステルの配合割合が少
なくなり過ぎると、黒煙等の発生を抑えることができな
くなるので適当ではなく、また、炭酸ジエステルの配合
割合が多くなり過ぎると、エンジンなど内燃機関の出力
が低下するので適当ではない。
【0040】本発明に用いられるディーゼルエンジン
は、前記の軽油または重油をディーゼル燃料として用い
るものであればよい。このようなものとして、自動車、
鉄道、農業用に用いられる中・小型高速エンジン、船
舶、発電用に用いられる中型中速または大型低速エンジ
ンが挙げられる。この中でも、自動車または農業用であ
って、最高回転数が1200rpm(回転/分)以上で
あり、総排気量が10〜100,000cc(特に好ま
しくは40〜80,000cc)であるエンジンが好ま
しい。
は、前記の軽油または重油をディーゼル燃料として用い
るものであればよい。このようなものとして、自動車、
鉄道、農業用に用いられる中・小型高速エンジン、船
舶、発電用に用いられる中型中速または大型低速エンジ
ンが挙げられる。この中でも、自動車または農業用であ
って、最高回転数が1200rpm(回転/分)以上で
あり、総排気量が10〜100,000cc(特に好ま
しくは40〜80,000cc)であるエンジンが好ま
しい。
【0041】
【実施例】以下、この発明の実施例を示し、この発明を
さらに詳しく説明する。 〔実験装置等〕実験はブロック図(図1)に示した方法
によって行った。 ディーゼルエンジン:三菱自動車工業製のDV−9を用
いた。仕様は表1に示すとおりである。
さらに詳しく説明する。 〔実験装置等〕実験はブロック図(図1)に示した方法
によって行った。 ディーゼルエンジン:三菱自動車工業製のDV−9を用
いた。仕様は表1に示すとおりである。
【0042】
【表1】
【0043】黒煙の測定:黒煙の濃度の測定は、ボッシ
ュスモークメータ(ゼクセル製)を使用し、シリンダヘ
ッドの排気管取り付けフランジ部から300mm下流の
位置においてサクションポンプにより採取した排気ガス
を濾紙に通し、濾紙の反射光の強さを光電管測定器(ゼ
クセル製)によって測定した。測定は、同一条件で3度
以上行い、その平均値を採用した。 黒煙以外の排ガス成分の測定:自動車用排ガス分析装置
(堀場製作所製MEXA−8120)を使用し、希釈ト
ンネル等は用いずに分析装置のテールパイプから直接分
析した。この分析装置において、ガス成分は次の方法に
より分析が行われている。 一酸化炭素:非分散赤外線分析法(NDIR法) 炭化水素:水素炎イオン化検出法(FID法) 窒素酸化物:化学発光法(CLD法) また、この測定では、シリンダヘッドの排気管取り付け
フランジ部から300mm下流の位置においてガスを採
取し、一次フィルタを通してから、加熱された約10m
のステンレス管を使用して排ガス測定装置の2次フィル
タに送った。また、測定前に既知濃度のガスを用いて校
正して使用した。
ュスモークメータ(ゼクセル製)を使用し、シリンダヘ
ッドの排気管取り付けフランジ部から300mm下流の
位置においてサクションポンプにより採取した排気ガス
を濾紙に通し、濾紙の反射光の強さを光電管測定器(ゼ
クセル製)によって測定した。測定は、同一条件で3度
以上行い、その平均値を採用した。 黒煙以外の排ガス成分の測定:自動車用排ガス分析装置
(堀場製作所製MEXA−8120)を使用し、希釈ト
ンネル等は用いずに分析装置のテールパイプから直接分
析した。この分析装置において、ガス成分は次の方法に
より分析が行われている。 一酸化炭素:非分散赤外線分析法(NDIR法) 炭化水素:水素炎イオン化検出法(FID法) 窒素酸化物:化学発光法(CLD法) また、この測定では、シリンダヘッドの排気管取り付け
フランジ部から300mm下流の位置においてガスを採
取し、一次フィルタを通してから、加熱された約10m
のステンレス管を使用して排ガス測定装置の2次フィル
タに送った。また、測定前に既知濃度のガスを用いて校
正して使用した。
【0044】〔実施例1〕軽油に炭酸ジメチル(DM
C)5vol%を添加したディーゼル燃料組成物を用い
て、ディーゼルエンジンを回転速度1800rpm、正
味平均有効圧0.535MPaにおいて、噴射タイミン
グを17〜4℃A BTDCの範囲で変化させて供給
し、ディーゼルエンジンの燃焼を行った。そのときの、
黒煙、窒素酸化物、炭化水素、一酸化炭素の測定結果を
図2〜図3に示した。
C)5vol%を添加したディーゼル燃料組成物を用い
て、ディーゼルエンジンを回転速度1800rpm、正
味平均有効圧0.535MPaにおいて、噴射タイミン
グを17〜4℃A BTDCの範囲で変化させて供給
し、ディーゼルエンジンの燃焼を行った。そのときの、
黒煙、窒素酸化物、炭化水素、一酸化炭素の測定結果を
図2〜図3に示した。
【0045】〔比較例1〕軽油をそのまま使用した以外
は実施例1を繰り返した。そのときの、黒煙、窒素酸化
物、炭化水素、一酸化炭素の測定結果を図2〜図3に実
施例1と共に示した。
は実施例1を繰り返した。そのときの、黒煙、窒素酸化
物、炭化水素、一酸化炭素の測定結果を図2〜図3に実
施例1と共に示した。
【0046】〔実施例2〕ディーゼルエンジンを回転速
度1800rpm、正味平均有効圧0.535MPa、
噴射タイミング10℃A BTDCの条件下で、ディー
ゼル燃料組成物として軽油に添加する炭酸ジメチルの量
を5、6.5、8、10及び12vol%に変化させた
ものを用いて、ディーゼルエンジンの燃焼を行った。そ
のときの、黒煙、窒素酸化物、炭化水素、一酸化炭素の
測定結果を図4〜図5に示した。
度1800rpm、正味平均有効圧0.535MPa、
噴射タイミング10℃A BTDCの条件下で、ディー
ゼル燃料組成物として軽油に添加する炭酸ジメチルの量
を5、6.5、8、10及び12vol%に変化させた
ものを用いて、ディーゼルエンジンの燃焼を行った。そ
のときの、黒煙、窒素酸化物、炭化水素、一酸化炭素の
測定結果を図4〜図5に示した。
【0047】〔比較例2〕軽油をそのまま使用した以外
は実施例2を繰り返した。そのときの、黒煙、窒素酸化
物、炭化水素、一酸化炭素の測定結果を図4〜図5に実
施例2の結果と共に示した。
は実施例2を繰り返した。そのときの、黒煙、窒素酸化
物、炭化水素、一酸化炭素の測定結果を図4〜図5に実
施例2の結果と共に示した。
【0048】〔実施例3〕軽油に炭酸ジメチルを5vo
l%を添加したディーゼル燃料組成物、および同様に炭
酸ジメチルを10vol%を添加したディーゼル燃料組
成物を用いて、ディーゼルエンジンの条件を回転速度1
800rpm、噴射タイミング10℃ABTDCとし、
エンジンの負荷のみを正味平均有効圧0.1〜0.6M
Paに変化させて、ディーゼルエンジンの燃焼を行っ
た。そのときの、黒煙、窒素酸化物、炭化水素、一酸化
炭素の測定結果を図6〜図7に示した。
l%を添加したディーゼル燃料組成物、および同様に炭
酸ジメチルを10vol%を添加したディーゼル燃料組
成物を用いて、ディーゼルエンジンの条件を回転速度1
800rpm、噴射タイミング10℃ABTDCとし、
エンジンの負荷のみを正味平均有効圧0.1〜0.6M
Paに変化させて、ディーゼルエンジンの燃焼を行っ
た。そのときの、黒煙、窒素酸化物、炭化水素、一酸化
炭素の測定結果を図6〜図7に示した。
【0049】〔比較例3〕軽油をそのまま使用した以外
は実施例3を繰り返した。そのときの、黒煙、窒素酸化
物、炭化水素、一酸化炭素の測定結果を図6〜図7に実
施例3の結果と共に示した。
は実施例3を繰り返した。そのときの、黒煙、窒素酸化
物、炭化水素、一酸化炭素の測定結果を図6〜図7に実
施例3の結果と共に示した。
【0050】〔実施例4〕EGRを用いたディーゼルエ
ンジンの燃焼 軽油に炭酸ジメチル10vol%を添加したディーゼル
燃料組成物を用いて、ディーゼルエンジンの条件を回転
速度1800rpm、正味平均有効圧0.535MP
a、噴射タイミングを12℃A BTDCとした。EG
Rは、実際の排気ガスを循環させる代用として、燃料ガ
スに二酸化炭素を混合したものを供給して、ディーゼル
エンジンの燃焼を行った。EGR率は数式(1)によっ
て求めた。
ンジンの燃焼 軽油に炭酸ジメチル10vol%を添加したディーゼル
燃料組成物を用いて、ディーゼルエンジンの条件を回転
速度1800rpm、正味平均有効圧0.535MP
a、噴射タイミングを12℃A BTDCとした。EG
Rは、実際の排気ガスを循環させる代用として、燃料ガ
スに二酸化炭素を混合したものを供給して、ディーゼル
エンジンの燃焼を行った。EGR率は数式(1)によっ
て求めた。
【0051】
【数1】
【0052】そのときの、黒煙、窒素酸化物、炭化水
素、一酸化炭素の測定結果を図8〜図9に示した。
素、一酸化炭素の測定結果を図8〜図9に示した。
【0053】〔比較例4〕軽油をそのまま使用した以外
は実施例4を繰り返した。そのときの、黒煙、窒素酸化
物、炭化水素、一酸化炭素の測定結果を図8〜図9に実
施例4の結果と共に示した。
は実施例4を繰り返した。そのときの、黒煙、窒素酸化
物、炭化水素、一酸化炭素の測定結果を図8〜図9に実
施例4の結果と共に示した。
【0054】実施例4と比較例4の結果によれば、炭酸
ジエステルを含有する炭酸ジエステルを用いると、EG
Rを用いても黒煙の低減効果が著しく、さらに循環率を
上げることで窒素酸化物を低減できることが判る。即
ち、黒煙と窒素酸化物を同時に低減することが可能であ
り、特に高速運行時に有用なEGRを、環境に悪影響を
与えること無く行うことができることが明らかになっ
た。
ジエステルを含有する炭酸ジエステルを用いると、EG
Rを用いても黒煙の低減効果が著しく、さらに循環率を
上げることで窒素酸化物を低減できることが判る。即
ち、黒煙と窒素酸化物を同時に低減することが可能であ
り、特に高速運行時に有用なEGRを、環境に悪影響を
与えること無く行うことができることが明らかになっ
た。
【0055】〔実施例5〕EGRを用いたディーゼルエ
ンジンの燃焼 軽油に炭酸ジメチル10vol%を添加したディーゼル
燃料組成物を用いて、ディーゼルエンジンの条件を回転
速度1800rpm、正味平均有効圧0.535MP
a、噴射タイミングを12℃A BTDCとした。EG
Rは、実際の排気ガスを室温まで冷却した後、吸気側に
供給することで循環させた。そのときの、黒煙、窒素酸
化物の測定結果を図10〜図11に示した。
ンジンの燃焼 軽油に炭酸ジメチル10vol%を添加したディーゼル
燃料組成物を用いて、ディーゼルエンジンの条件を回転
速度1800rpm、正味平均有効圧0.535MP
a、噴射タイミングを12℃A BTDCとした。EG
Rは、実際の排気ガスを室温まで冷却した後、吸気側に
供給することで循環させた。そのときの、黒煙、窒素酸
化物の測定結果を図10〜図11に示した。
【0056】〔比較例5〕軽油をそのまま使用した以外
は実施例5を繰り返した。そのときの、黒煙、窒素酸化
物の測定結果を図10〜図11に実施例5の結果と共に
示した。
は実施例5を繰り返した。そのときの、黒煙、窒素酸化
物の測定結果を図10〜図11に実施例5の結果と共に
示した。
【0057】実施例5と比較例5の結果によれば、実際
のEGRにおいても、炭酸ジエステルを含有する炭酸ジ
エステルを用いると、黒煙の低減効果が著しく、さらに
循環率を上げることで窒素酸化物を低減できることが判
る。即ち、黒煙と窒素酸化物を同時に低減することが可
能であり、特に高速運行時に有用なEGRを、環境に悪
影響を与えること無く行うことができることが明らかに
なった。
のEGRにおいても、炭酸ジエステルを含有する炭酸ジ
エステルを用いると、黒煙の低減効果が著しく、さらに
循環率を上げることで窒素酸化物を低減できることが判
る。即ち、黒煙と窒素酸化物を同時に低減することが可
能であり、特に高速運行時に有用なEGRを、環境に悪
影響を与えること無く行うことができることが明らかに
なった。
【0058】
【発明の効果】本発明では、ディーゼル燃料と炭酸ジエ
ステルを混合したディーゼル燃料組成物を用いて、ディ
ーゼルエンジン内に17〜2℃A BTDCの噴射タイ
ミングで供給するディーゼルエンジン燃焼方法により、
排気ガス中の黒煙若しくは窒素酸化物、またはそれらの
両方を同時に減少させる事ができるので、環境汚染を防
止することができる。また、本発明によれば、前記燃焼
において、特定の噴射タイミングを選ぶことにより、炭
化水素や一酸化炭素も減少させることができる。さら
に、本発明によれば排気再循環法を用いた燃焼方法にお
いて、黒煙等の環境汚染物質を効果的に低減することが
できるので、窒素酸化物を同時に低減できることに加
え、環境に悪影響を与えること無く、エンジンの馬力等
の性能改善を図ることができる。
ステルを混合したディーゼル燃料組成物を用いて、ディ
ーゼルエンジン内に17〜2℃A BTDCの噴射タイ
ミングで供給するディーゼルエンジン燃焼方法により、
排気ガス中の黒煙若しくは窒素酸化物、またはそれらの
両方を同時に減少させる事ができるので、環境汚染を防
止することができる。また、本発明によれば、前記燃焼
において、特定の噴射タイミングを選ぶことにより、炭
化水素や一酸化炭素も減少させることができる。さら
に、本発明によれば排気再循環法を用いた燃焼方法にお
いて、黒煙等の環境汚染物質を効果的に低減することが
できるので、窒素酸化物を同時に低減できることに加
え、環境に悪影響を与えること無く、エンジンの馬力等
の性能改善を図ることができる。
【図1】実験装置のブロック図である。
【図2】燃料の噴射タイミングと黒煙(上図)及び窒素
酸化物(下図)の発生の関係を示す図である。
酸化物(下図)の発生の関係を示す図である。
【図3】燃料の噴射タイミングと炭化水素(上図)及び
一酸化炭素(下図)の発生の関係を示す図である。
一酸化炭素(下図)の発生の関係を示す図である。
【図4】炭酸ジメチルの添加量と黒煙(上図)及び窒素
酸化物(下図)の発生の関係を示す図である。
酸化物(下図)の発生の関係を示す図である。
【図5】炭酸ジメチルの添加量と炭化水素(上図)及び
一酸化炭素(下図)の発生の関係を示す図である。
一酸化炭素(下図)の発生の関係を示す図である。
【図6】エンジンの負荷と黒煙(上図)及び窒素酸化物
(下図)の発生の関係を示す図である。
(下図)の発生の関係を示す図である。
【図7】エンジンの負荷と炭化水素(上図)及び一酸化
炭素(下図)の発生の関係を示す図である。
炭素(下図)の発生の関係を示す図である。
【図8】排気ガスの循環率と黒煙(上図)及び窒素酸化
物(下図)の発生の関係を示す図である。
物(下図)の発生の関係を示す図である。
【図9】排気ガスの循環率と炭化水素(上図)及び一酸
化炭素(下図)の発生の関係を示す図である。
化炭素(下図)の発生の関係を示す図である。
【図10】実際のEGRによる燃焼を行ったときの、排
気ガスの循環率と黒煙の発生の関係を示す図である。
気ガスの循環率と黒煙の発生の関係を示す図である。
【図11】実際のEGRによる燃焼を行ったときの、排
気ガスの循環率と窒素酸化物の発生の関係を示す図であ
る。
気ガスの循環率と窒素酸化物の発生の関係を示す図であ
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 ディーゼル燃料と一般式I 【化1】 (但し、式中、Rは炭素数1〜6の低級炭化水素基を示
す)で示される炭酸ジエステルを混合し、該炭酸ジエス
テルが0.1〜40容量%の割合となるように調製され
たディーゼル燃料組成物を、ディーゼルエンジン内に1
7〜2℃A BTDCの噴射タイミングで供給すること
を特徴とするディーゼルエンジン燃焼方法。(但し、前
記の炭酸ジエステルは、95重量%以上の高純度のもの
であって他の炭酸エステル化合物を実質的に含有してい
ないことを特徴とする。) - 【請求項2】 前記ディーゼル燃料組成物を、ディーゼ
ルエンジン内に17〜2℃A BTDCの噴射タイミン
グで供給して燃焼させることによって排気ガス中の黒煙
を低減する方法。 - 【請求項3】 前記ディーゼル燃料組成物を、ディーゼ
ルエンジン内に17〜2℃A BTDCの噴射タイミン
グで供給して燃焼させることによって排気ガス中の窒素
酸化物を低減する方法。 - 【請求項4】 前記ディーゼル燃料組成物を、ディーゼ
ルエンジン内に14〜2℃A BTDCの噴射タイミン
グで供給して燃焼させることによって排気ガス中の炭化
水素を低減する方法。 - 【請求項5】 前記ディーゼル燃料組成物を、ディーゼ
ルエンジン内に16〜8℃A BTDCの噴射タイミン
グで供給して燃焼させることによって排気ガス中の一酸
化炭素を低減する方法。 - 【請求項6】 前記ディーゼル燃料組成物を、ディーゼ
ルエンジン内で燃焼させ、生成した排気ガスの一部をさ
らにディーゼルエンジン内に供給することを特徴とする
ディーゼルエンジン燃焼方法。 - 【請求項7】 前記ディーゼル燃料組成物を、請求項6
記載の燃焼方法により燃焼させることを特徴とする排気
ガス中の黒煙および窒素酸化物の低減方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7032634A JPH08231969A (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | ディーゼルエンジンの燃焼方法 |
EP96102579A EP0728835A1 (en) | 1995-02-21 | 1996-02-21 | Improved diesel fuel combustion system |
US08/604,169 US6387138B1 (en) | 1995-02-21 | 1996-02-21 | Diesel fuel combustion system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7032634A JPH08231969A (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | ディーゼルエンジンの燃焼方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08231969A true JPH08231969A (ja) | 1996-09-10 |
Family
ID=12364294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7032634A Pending JPH08231969A (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | ディーゼルエンジンの燃焼方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6387138B1 (ja) |
EP (1) | EP0728835A1 (ja) |
JP (1) | JPH08231969A (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000043109A1 (fr) * | 1999-01-19 | 2000-07-27 | Yataro Ichikawa | Procede de traitement des gaz d'echappement et son dispositif, et vehicule equipe dudit dispositif |
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