JPH09217624A - 重油を燃料とするディーゼルエンジン - Google Patents
重油を燃料とするディーゼルエンジンInfo
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- JPH09217624A JPH09217624A JP8046956A JP4695696A JPH09217624A JP H09217624 A JPH09217624 A JP H09217624A JP 8046956 A JP8046956 A JP 8046956A JP 4695696 A JP4695696 A JP 4695696A JP H09217624 A JPH09217624 A JP H09217624A
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- chamber
- fuel
- heavy oil
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- 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)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、重油を燃料とするディーゼルエン
ジンを提供する。 【解決手段】 このディーゼルエンジンは、主室１と副
室２とを連通する連絡口１３に、圧縮行程終端付近で開
弁し且つ排気行程中間以降で閉弁する開閉弁４を配置
し、開閉弁４の開弁直後に燃料噴射ノズル５で重油燃料
を連絡口１３の付近に流入空気に直交して噴射する。
ジンを提供する。 【解決手段】 このディーゼルエンジンは、主室１と副
室２とを連通する連絡口１３に、圧縮行程終端付近で開
弁し且つ排気行程中間以降で閉弁する開閉弁４を配置
し、開閉弁４の開弁直後に燃料噴射ノズル５で重油燃料
を連絡口１３の付近に流入空気に直交して噴射する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッドに設
けた遮熱構造の主室と副室とを連絡口で連通し、連絡口
に向かって重油を噴射する重油を燃料とするディーゼル
エンジンに関する。
けた遮熱構造の主室と副室とを連絡口で連通し、連絡口
に向かって重油を噴射する重油を燃料とするディーゼル
エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ディーゼルエンジンでは、軽油
を燃料として燃焼室で燃焼させる。軽油はセタン価が高
く、粘性も余り大きくなく、燃焼室内に微粒化燃料を均
一に分散させるために適している。特に、最近の排気ガ
ス中のパティキュレート、ＮＯX 成分を極めて少なくさ
せるためには、高圧力１００ＭＰａ程度に圧縮して噴射
し、燃焼室内での噴霧の微粒化を実現させている。
を燃料として燃焼室で燃焼させる。軽油はセタン価が高
く、粘性も余り大きくなく、燃焼室内に微粒化燃料を均
一に分散させるために適している。特に、最近の排気ガ
ス中のパティキュレート、ＮＯX 成分を極めて少なくさ
せるためには、高圧力１００ＭＰａ程度に圧縮して噴射
し、燃焼室内での噴霧の微粒化を実現させている。
【０００３】一般に、エンジンに使用される燃料とし
て、ガソリン、軽油、重油が使用される。これらの燃料
の粘性については、ガソリンが０．１ｃＳｔであり、軽
油が１．８〜２．７ｃＳｔであり、Ａ重油では２０ｃＳ
ｔ、Ｂ重油では５０ｃＳｔ、Ｃ重油では５０〜４００ｃ
Ｓｔである。また、燃料のセタン価については、軽油が
４０以上であるのに対し、重油は２５程度と小さいもの
である。また、燃料の気化性については、ガソリンは大
であり、軽油は小であり、重油は気化性が無いものであ
る。燃料コストについては、例えば、ガソリンを１００
とすれば、軽油は７０程度であり、重油は１５程度であ
る。
て、ガソリン、軽油、重油が使用される。これらの燃料
の粘性については、ガソリンが０．１ｃＳｔであり、軽
油が１．８〜２．７ｃＳｔであり、Ａ重油では２０ｃＳ
ｔ、Ｂ重油では５０ｃＳｔ、Ｃ重油では５０〜４００ｃ
Ｓｔである。また、燃料のセタン価については、軽油が
４０以上であるのに対し、重油は２５程度と小さいもの
である。また、燃料の気化性については、ガソリンは大
であり、軽油は小であり、重油は気化性が無いものであ
る。燃料コストについては、例えば、ガソリンを１００
とすれば、軽油は７０程度であり、重油は１５程度であ
る。
【０００４】従来、コージェネレーションエンジンから
成る発電装置として、エンジンに発電機を取り付けたシ
ステムが多かったが、ディーゼルエンジンによる発電で
は、ディーゼルエンジンが軽油を燃料とするため燃料コ
ストが高くなり、電力会社から供給される電力コストよ
りも高いものになり、コスト上、優位性を確保すること
ができないという問題がある。ガソリンエンジンを用い
て電力を得るには、コストが余りに高くなり過ぎ、対応
できない。コージェネレーションエンジンは、燃料とし
てガソリンや軽油を使用すると、燃料費が高価になるの
で、天然ガスを燃料に使用している。
成る発電装置として、エンジンに発電機を取り付けたシ
ステムが多かったが、ディーゼルエンジンによる発電で
は、ディーゼルエンジンが軽油を燃料とするため燃料コ
ストが高くなり、電力会社から供給される電力コストよ
りも高いものになり、コスト上、優位性を確保すること
ができないという問題がある。ガソリンエンジンを用い
て電力を得るには、コストが余りに高くなり過ぎ、対応
できない。コージェネレーションエンジンは、燃料とし
てガソリンや軽油を使用すると、燃料費が高価になるの
で、天然ガスを燃料に使用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、重油のよう
に粘性が大きい場合、とても高圧縮を要する噴射ポンプ
は使用できない。従って、舶用の低速ディーゼルエンジ
ンでは、回転数が２００ｒｐｍ以下であるが、高速ディ
ーゼルエンジンでは、回転数が１０００ｒｐｍ以上であ
り、混合気生成時間が短くなり、重油を燃料とすること
は極めて困難である。しかしながら、ディーゼルエンジ
ンにおいて、燃料として重油を利用できれば、燃料費を
大幅に低減できるが、重油を高圧噴射することができな
いので、重油を燃料とする場合に、如何に燃焼室に燃料
を供し、空気との混合を促進するかの問題がある。
に粘性が大きい場合、とても高圧縮を要する噴射ポンプ
は使用できない。従って、舶用の低速ディーゼルエンジ
ンでは、回転数が２００ｒｐｍ以下であるが、高速ディ
ーゼルエンジンでは、回転数が１０００ｒｐｍ以上であ
り、混合気生成時間が短くなり、重油を燃料とすること
は極めて困難である。しかしながら、ディーゼルエンジ
ンにおいて、燃料として重油を利用できれば、燃料費を
大幅に低減できるが、重油を高圧噴射することができな
いので、重油を燃料とする場合に、如何に燃焼室に燃料
を供し、空気との混合を促進するかの問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、粘性が大であり且つ気化
性がない重油を燃料として高圧噴射させることなく着火
燃焼させることができるものであり、シリンダヘッドに
主室と副室を設けると共に連絡口近傍に燃料を噴射する
燃料噴射ノズルを設け、連絡口に設けた開閉弁の開弁し
た直後に燃料噴射ノズルから開閉弁のシート部に向かっ
て燃料を噴射して燃料を連絡口を通過する高速空気流に
乗せ、主室から副室への空気流中に燃料を分散させて気
化分散指せた上、着火燃焼させる重油を燃料とするディ
ーゼルエンジンを提供することである。
の課題を解決することであり、粘性が大であり且つ気化
性がない重油を燃料として高圧噴射させることなく着火
燃焼させることができるものであり、シリンダヘッドに
主室と副室を設けると共に連絡口近傍に燃料を噴射する
燃料噴射ノズルを設け、連絡口に設けた開閉弁の開弁し
た直後に燃料噴射ノズルから開閉弁のシート部に向かっ
て燃料を噴射して燃料を連絡口を通過する高速空気流に
乗せ、主室から副室への空気流中に燃料を分散させて気
化分散指せた上、着火燃焼させる重油を燃料とするディ
ーゼルエンジンを提供することである。
【０００７】この発明は、シリンダヘッドに形成したキ
ャビティに設けた遮熱構造の主室とシリンダ中央部に配
置された副室を構成する燃焼室構造体、前記主室と前記
副室を連通する前記燃焼室構造体に形成された連絡口、
前記主室側の前記連絡口の回りに形成された凹部状の室
部分から成る通路、前記通路にはシリンダ周辺に向かっ
て放射状に延びる溝部、前記連絡口を開閉するため圧縮
行程終端付近で開弁し且つ排気行程中間以降で閉弁する
開閉弁、重油の燃料を前記連絡口のシート部付近に噴射
するように噴口を設けている燃料噴射ノズル、から構成
した重油を燃料とするディーゼルエンジンに関する。こ
のディーゼルエンジンでは、例えば、前記開閉弁の開弁
タイミングを上死点前４０°〜３０°程度に設定し、燃
料噴射ノズルの噴口からの噴射タイミングを上死点前２
０〜１０°に設定することが好ましい。
ャビティに設けた遮熱構造の主室とシリンダ中央部に配
置された副室を構成する燃焼室構造体、前記主室と前記
副室を連通する前記燃焼室構造体に形成された連絡口、
前記主室側の前記連絡口の回りに形成された凹部状の室
部分から成る通路、前記通路にはシリンダ周辺に向かっ
て放射状に延びる溝部、前記連絡口を開閉するため圧縮
行程終端付近で開弁し且つ排気行程中間以降で閉弁する
開閉弁、重油の燃料を前記連絡口のシート部付近に噴射
するように噴口を設けている燃料噴射ノズル、から構成
した重油を燃料とするディーゼルエンジンに関する。こ
のディーゼルエンジンでは、例えば、前記開閉弁の開弁
タイミングを上死点前４０°〜３０°程度に設定し、燃
料噴射ノズルの噴口からの噴射タイミングを上死点前２
０〜１０°に設定することが好ましい。
【０００８】また、この重油を燃料とするディーゼルエ
ンジンでは、前記燃料噴射ノズルは、その噴口が前記副
室内に開口し、前記開閉弁が前記連絡口を開放した直後
に燃料を前記連絡口のシート部付近に向かって噴射する
ように構成されている。或いは、前記燃料噴射ノズル
は、その噴口が前記主室内に開口し、前記開閉弁が前記
連絡口を開放した直後に燃料を前記主室から前記連絡口
を通って前記副室に流入する空気流に対してほぼ直角と
なるように噴射するように構成されている。
ンジンでは、前記燃料噴射ノズルは、その噴口が前記副
室内に開口し、前記開閉弁が前記連絡口を開放した直後
に燃料を前記連絡口のシート部付近に向かって噴射する
ように構成されている。或いは、前記燃料噴射ノズル
は、その噴口が前記主室内に開口し、前記開閉弁が前記
連絡口を開放した直後に燃料を前記主室から前記連絡口
を通って前記副室に流入する空気流に対してほぼ直角と
なるように噴射するように構成されている。
【０００９】また、前記副室は前記シリンダヘッドの前
記キャビティの壁面に対して前記副室の外側が空気層と
外周面全面積の５％以下に絞られた熱通過面積を持つガ
スケットを介在して前記シリンダヘッドの前記キャビテ
ィに配置されている。
記キャビティの壁面に対して前記副室の外側が空気層と
外周面全面積の５％以下に絞られた熱通過面積を持つガ
スケットを介在して前記シリンダヘッドの前記キャビテ
ィに配置されている。
【００１０】また、前記燃料噴射ノズルは噴射圧力が５
０ＭＰａ以下であり、噴射方向は前記連絡口から前記副
室に流入する空気流に対してほぼ直角となるように設定
されている。即ち、重油を燃料とした場合、噴射圧力を
５０ＭＰａ以上にすると、急速に燃料ポンプの負荷が増
大し、機械の各部に歪、応力が発生し、トラブルの基と
なる。
０ＭＰａ以下であり、噴射方向は前記連絡口から前記副
室に流入する空気流に対してほぼ直角となるように設定
されている。即ち、重油を燃料とした場合、噴射圧力を
５０ＭＰａ以上にすると、急速に燃料ポンプの負荷が増
大し、機械の各部に歪、応力が発生し、トラブルの基と
なる。
【００１１】また、この重油を燃料とするディーゼルエ
ンジンにおいて、前記燃焼室構造体に設けた前記溝部
は、主室での火炎の拡散を良好に均一にさせるため少な
くとも４個以上形成されている。
ンジンにおいて、前記燃焼室構造体に設けた前記溝部
は、主室での火炎の拡散を良好に均一にさせるため少な
くとも４個以上形成されている。
【００１２】この発明による重油を燃料とするディーゼ
ルエンジンは、上記のように構成されているので、前記
副室への燃料噴射ノズルからの燃料噴射タイミングを制
御することによって燃料が前記副室や前記開閉弁の壁面
に燃料が付着することが防止され、燃料が流入空気中に
分散して良好に着火燃焼して燃費を向上させることがで
きる。このディーゼルエンジンでは、重油は主室と副室
とを連通する連絡口の絞り部を通って高圧縮空気が副室
へ流入するが、その高圧縮空気流に直角に重油の燃料が
噴出されるので、空気と燃料との混合効果を促進し、燃
料が微粒化され、副室内での流動によって燃料の気化が
促進され、着火燃焼して副室内で燃料リッチ即ち大きな
当量比によってＮＯX の発生が抑制され、通孔を再度通
る混合効果によってスモーク、パティキュレートの発生
を抑制される。従って、このディーゼルエンジンは、回
転数が高い産業用エンジンに適用することが好ましく、
エンジン回転数が遅い場合には重油が空気とミックスし
て気化状態になる期間が十分にあり、燃焼が良好に行わ
れてＮＯX 、ＨＣ等の発生を抑制できる。
ルエンジンは、上記のように構成されているので、前記
副室への燃料噴射ノズルからの燃料噴射タイミングを制
御することによって燃料が前記副室や前記開閉弁の壁面
に燃料が付着することが防止され、燃料が流入空気中に
分散して良好に着火燃焼して燃費を向上させることがで
きる。このディーゼルエンジンでは、重油は主室と副室
とを連通する連絡口の絞り部を通って高圧縮空気が副室
へ流入するが、その高圧縮空気流に直角に重油の燃料が
噴出されるので、空気と燃料との混合効果を促進し、燃
料が微粒化され、副室内での流動によって燃料の気化が
促進され、着火燃焼して副室内で燃料リッチ即ち大きな
当量比によってＮＯX の発生が抑制され、通孔を再度通
る混合効果によってスモーク、パティキュレートの発生
を抑制される。従って、このディーゼルエンジンは、回
転数が高い産業用エンジンに適用することが好ましく、
エンジン回転数が遅い場合には重油が空気とミックスし
て気化状態になる期間が十分にあり、燃焼が良好に行わ
れてＮＯX 、ＨＣ等の発生を抑制できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による重油を燃料とするディーゼルエンジンの実施例を
説明する。図１はこの発明による重油を燃料とするディ
ーゼルエンジンの一実施例を示す断面図、及び図２は図
１のディーゼルエンジンの燃焼室の下面を示す平面図で
ある。
による重油を燃料とするディーゼルエンジンの実施例を
説明する。図１はこの発明による重油を燃料とするディ
ーゼルエンジンの一実施例を示す断面図、及び図２は図
１のディーゼルエンジンの燃焼室の下面を示す平面図で
ある。
【００１４】この重油を燃料とするディーゼルエンジン
は、上記のように構成され、次のように作動される。こ
のディーゼルエンジンは、吸入行程、圧縮行程、膨張行
程及び排気行程の４つの行程を順次繰り返すことによっ
て作動されるものである。このディーゼルエンジンは、
シリンダブロック１４にガスケット２３を介してシリン
ダヘッド７が固定され、シリンダヘッド７に形成した小
径のキャビティ１９に遮熱構造の副室２を構成するセラ
ミックス等の耐熱材料から構成された燃焼室構造体３が
配置され、シリンダヘッド７に形成した大径のキャビテ
ィ９にシリンダ８側に遮熱構造の主室１を構成するセラ
ミックス等の耐熱材料から構成されたヘッドライナ１０
が配置されている。また、この遮熱形エンジンは、シリ
ンダブロック１４に形成した孔部３４に嵌合したシリン
ダライナ２２、シリンダライナ２２に形成したシリンダ
８内を往復運動するピストン１５、及び主室１と副室２
とを連通する燃焼室構造体３とヘッドライナ１０とに跨
がって形成された連絡口１３を有している。また、ピス
トン１５は、ヘッドライナ１０と共に遮熱構造の主室１
を構成するために耐熱性に優れた窒化ケイ素等のセラミ
ックスから成るピストンヘッド１６と、ピストンヘッド
１６に結合リング２４でメタルフローによって固定され
たピストンスカート１７から構成されている。
は、上記のように構成され、次のように作動される。こ
のディーゼルエンジンは、吸入行程、圧縮行程、膨張行
程及び排気行程の４つの行程を順次繰り返すことによっ
て作動されるものである。このディーゼルエンジンは、
シリンダブロック１４にガスケット２３を介してシリン
ダヘッド７が固定され、シリンダヘッド７に形成した小
径のキャビティ１９に遮熱構造の副室２を構成するセラ
ミックス等の耐熱材料から構成された燃焼室構造体３が
配置され、シリンダヘッド７に形成した大径のキャビテ
ィ９にシリンダ８側に遮熱構造の主室１を構成するセラ
ミックス等の耐熱材料から構成されたヘッドライナ１０
が配置されている。また、この遮熱形エンジンは、シリ
ンダブロック１４に形成した孔部３４に嵌合したシリン
ダライナ２２、シリンダライナ２２に形成したシリンダ
８内を往復運動するピストン１５、及び主室１と副室２
とを連通する燃焼室構造体３とヘッドライナ１０とに跨
がって形成された連絡口１３を有している。また、ピス
トン１５は、ヘッドライナ１０と共に遮熱構造の主室１
を構成するために耐熱性に優れた窒化ケイ素等のセラミ
ックスから成るピストンヘッド１６と、ピストンヘッド
１６に結合リング２４でメタルフローによって固定され
たピストンスカート１７から構成されている。
【００１５】このディーゼルエンジンにおいて、ヘッド
ライナ１０は、シリンダ８の一部を構成するライナ上部
１２とヘッド下面部１１から構成されている。ヘッド下
面部１１には、シリンダヘッド７に形成された吸気ポー
ト（図示せず）に連通する吸気ポート３９、排気ポート
３２に連通する排気ポート４０が形成され、両ポート３
９，４０に吸気弁２９と排気弁３０が配置されている。
シリンダヘッド７のキャビティ９とヘッドライナ１０の
外面との間には、ガスケット３３を介在すると共に、遮
熱空気層２６が形成され、主室１が遮熱構造に構成され
ている。シリンダヘッド７のキャビティ１９の壁面と燃
焼室構造体３の外面との間には遮熱空気層２１が形成さ
れ、副室２が遮熱構造に構成されている。また、ピスト
ンヘッド１６とピストンスカート１７との間にはガスケ
ット４１が介在されている。
ライナ１０は、シリンダ８の一部を構成するライナ上部
１２とヘッド下面部１１から構成されている。ヘッド下
面部１１には、シリンダヘッド７に形成された吸気ポー
ト（図示せず）に連通する吸気ポート３９、排気ポート
３２に連通する排気ポート４０が形成され、両ポート３
９，４０に吸気弁２９と排気弁３０が配置されている。
シリンダヘッド７のキャビティ９とヘッドライナ１０の
外面との間には、ガスケット３３を介在すると共に、遮
熱空気層２６が形成され、主室１が遮熱構造に構成され
ている。シリンダヘッド７のキャビティ１９の壁面と燃
焼室構造体３の外面との間には遮熱空気層２１が形成さ
れ、副室２が遮熱構造に構成されている。また、ピスト
ンヘッド１６とピストンスカート１７との間にはガスケ
ット４１が介在されている。
【００１６】ヘッド下面部１１には、副室２を構成する
燃焼室構造体３が嵌合する孔部４３が形成されている。
燃焼室構造体３は、シリンダヘッド７のキャビティ１９
にガスケット４４を介在して嵌合され、燃焼室構造体３
に形成された連絡口１３は、ヘッドライナ１０に形成さ
れた連絡口１３と連通し、連絡口１３が主室１と副室２
とを連通している。燃焼室構造体３に形成される副室２
は、シリンダ８の中央部に配置されている。
燃焼室構造体３が嵌合する孔部４３が形成されている。
燃焼室構造体３は、シリンダヘッド７のキャビティ１９
にガスケット４４を介在して嵌合され、燃焼室構造体３
に形成された連絡口１３は、ヘッドライナ１０に形成さ
れた連絡口１３と連通し、連絡口１３が主室１と副室２
とを連通している。燃焼室構造体３に形成される副室２
は、シリンダ８の中央部に配置されている。
【００１７】このディーゼルエンジンでは、重油を燃料
として使用するものである。重油は、燃料供給源に収容
され、該燃料供給源から燃料としての重油が燃料供給ポ
ンプ２５によって燃料供給路１８を通じて燃料噴射ノズ
ル５へ供給される。燃料噴射ノズル５は、副室２に重油
を噴射するように設けられ、連絡口１３に向かって重油
を噴射するように設定されている。燃料供給ポンプ２５
は、例えば、電磁送油ポンプに構成でき、コントローラ
２０の指令で燃料噴射タイミングがコントロール２０さ
れるように構成できる。このディーゼルエンジンは、燃
料としての重油供給量を測定してエンジン負荷を検出す
る負荷センサ２７、エンジン回転数を検出する回転セン
サ３６、副室２の壁温を検出する温度センサ２８等のセ
ンサを有している。コントローラ２０には、上記各種セ
ンサからの検出信号が入力され、エンジン作動状態に対
応した適正な重油を副室２へ供給すると共に、検出信号
に応答して燃料噴射タイミングを制御し、燃費を向上さ
せるように構成されている。また、燃料噴射ノズル５
は、電磁力で開閉される電磁駆動装置を有し、コントロ
ーラ２０によって始動時や定常運転時、或いは、燃焼室
の温度、エンジン負荷及びエンジン回転数に応じて噴射
期間が決定されるように構成されている。
として使用するものである。重油は、燃料供給源に収容
され、該燃料供給源から燃料としての重油が燃料供給ポ
ンプ２５によって燃料供給路１８を通じて燃料噴射ノズ
ル５へ供給される。燃料噴射ノズル５は、副室２に重油
を噴射するように設けられ、連絡口１３に向かって重油
を噴射するように設定されている。燃料供給ポンプ２５
は、例えば、電磁送油ポンプに構成でき、コントローラ
２０の指令で燃料噴射タイミングがコントロール２０さ
れるように構成できる。このディーゼルエンジンは、燃
料としての重油供給量を測定してエンジン負荷を検出す
る負荷センサ２７、エンジン回転数を検出する回転セン
サ３６、副室２の壁温を検出する温度センサ２８等のセ
ンサを有している。コントローラ２０には、上記各種セ
ンサからの検出信号が入力され、エンジン作動状態に対
応した適正な重油を副室２へ供給すると共に、検出信号
に応答して燃料噴射タイミングを制御し、燃費を向上さ
せるように構成されている。また、燃料噴射ノズル５
は、電磁力で開閉される電磁駆動装置を有し、コントロ
ーラ２０によって始動時や定常運転時、或いは、燃焼室
の温度、エンジン負荷及びエンジン回転数に応じて噴射
期間が決定されるように構成されている。
【００１８】このディーゼルエンジンは、主室１と副室
２とを連通する連絡口１３を開閉するため連絡口１３に
開閉弁４が配置されている。開閉弁４、吸気弁２９及び
排気弁３０は、エンジンの回転に同期して回転するカム
等から成る動弁機構を通じて作動できる。又は、開閉弁
４は、コントローラ２０の指令で電磁駆動装置による電
磁力によって開閉作動するように構成することもでき
る。このディーゼルエンジンでは、主室１を形成する壁
体であるヘッドライナ１０、副室２を形成する燃焼室構
造体３、シリンダライナ２２及びピストンヘッド１６
は、耐熱性に優れた窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミ
ックスで作製されている。従って、各構成部品は、燃焼
後期のガス温度が高くなっても十分な耐熱性、高温強度
を有し、未燃炭化水素ＨＣ等の排出が少なくなり、高効
率のエンジンを構成できる。連絡口１３の領域では、燃
焼ガスで高温になるため、連絡口１３に配置した開閉弁
４は高温強度を有する耐熱性に優れた耐熱金属、窒化ケ
イ素、炭化ケイ素等のセラミックスから製作されてい
る。セラミックス製燃焼室構造体３の外側には遮熱空気
層２１が形成され、セラミックス製ヘッドライナ１０と
の外側には遮熱空気層２６が形成され、ピストンヘッド
１６とピストンスカート１７との間には遮熱空気層３５
が形成されている。
２とを連通する連絡口１３を開閉するため連絡口１３に
開閉弁４が配置されている。開閉弁４、吸気弁２９及び
排気弁３０は、エンジンの回転に同期して回転するカム
等から成る動弁機構を通じて作動できる。又は、開閉弁
４は、コントローラ２０の指令で電磁駆動装置による電
磁力によって開閉作動するように構成することもでき
る。このディーゼルエンジンでは、主室１を形成する壁
体であるヘッドライナ１０、副室２を形成する燃焼室構
造体３、シリンダライナ２２及びピストンヘッド１６
は、耐熱性に優れた窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミ
ックスで作製されている。従って、各構成部品は、燃焼
後期のガス温度が高くなっても十分な耐熱性、高温強度
を有し、未燃炭化水素ＨＣ等の排出が少なくなり、高効
率のエンジンを構成できる。連絡口１３の領域では、燃
焼ガスで高温になるため、連絡口１３に配置した開閉弁
４は高温強度を有する耐熱性に優れた耐熱金属、窒化ケ
イ素、炭化ケイ素等のセラミックスから製作されてい
る。セラミックス製燃焼室構造体３の外側には遮熱空気
層２１が形成され、セラミックス製ヘッドライナ１０と
の外側には遮熱空気層２６が形成され、ピストンヘッド
１６とピストンスカート１７との間には遮熱空気層３５
が形成されている。
【００１９】このディーゼルエンジンは、上記の構成に
おいて、特に、吸気弁２９及び排気弁３０の開閉タイミ
ングに対してエンジン作動状態に応じて開閉弁４の開閉
タイミングと燃料噴射ノズル５の燃料噴射タイミングと
を最適タイミングに設定し、空気流に重油の燃料を吹き
付けて分散させたことに特徴を有している。また、この
ディーゼルエンジンは、主室１側の連絡口１３の回りに
形成された凹部状の室部分から成る通路３１、通路３１
にはシリンダ８周辺に向かって放射状に延びる溝部６、
連絡口１３を開閉するため圧縮行程終端付近で開弁し且
つ排気行程中間以降で閉弁する開閉弁４、及び重油を連
絡口１３のシート部４５付近に噴射するように噴口４６
を設けている燃料噴射ノズル５から構成されている。ま
た、溝部６は、通路３１の周方向に隔置して８個以上形
成されている。
おいて、特に、吸気弁２９及び排気弁３０の開閉タイミ
ングに対してエンジン作動状態に応じて開閉弁４の開閉
タイミングと燃料噴射ノズル５の燃料噴射タイミングと
を最適タイミングに設定し、空気流に重油の燃料を吹き
付けて分散させたことに特徴を有している。また、この
ディーゼルエンジンは、主室１側の連絡口１３の回りに
形成された凹部状の室部分から成る通路３１、通路３１
にはシリンダ８周辺に向かって放射状に延びる溝部６、
連絡口１３を開閉するため圧縮行程終端付近で開弁し且
つ排気行程中間以降で閉弁する開閉弁４、及び重油を連
絡口１３のシート部４５付近に噴射するように噴口４６
を設けている燃料噴射ノズル５から構成されている。ま
た、溝部６は、通路３１の周方向に隔置して８個以上形
成されている。
【００２０】特に、燃料噴射ノズル５は、開閉弁４が連
絡口１３を開放した直後に、重油を連絡口１３のシート
部４５付近に向かって噴射し、燃料の噴射方向が主室１
から連絡口１３を通って副室２に流入する空気流に対し
てほぼ直角となるように設定されている。更に、燃料噴
射ノズル５は、噴射圧力が５０ＭＰａ以下に設定されて
いる。更に、副室２は、シリンダヘッド７のキャビティ
１９の壁面に対して副室２の外側が空気層と外周面全面
積の５％以下に絞られた熱通過面積を持つガスケット４
４を介在してシリンダヘッド７のキャビティ１９に配置
されている。副室２からシリンダヘッド７への熱通過面
積を絞ることによって、副室２を遮熱構造に構成して副
室２を高温に保持し、重油の空気流への分散を促進する
ことができ、着火燃焼を確実に達成し、着火ミスの発生
を防止できる。
絡口１３を開放した直後に、重油を連絡口１３のシート
部４５付近に向かって噴射し、燃料の噴射方向が主室１
から連絡口１３を通って副室２に流入する空気流に対し
てほぼ直角となるように設定されている。更に、燃料噴
射ノズル５は、噴射圧力が５０ＭＰａ以下に設定されて
いる。更に、副室２は、シリンダヘッド７のキャビティ
１９の壁面に対して副室２の外側が空気層と外周面全面
積の５％以下に絞られた熱通過面積を持つガスケット４
４を介在してシリンダヘッド７のキャビティ１９に配置
されている。副室２からシリンダヘッド７への熱通過面
積を絞ることによって、副室２を遮熱構造に構成して副
室２を高温に保持し、重油の空気流への分散を促進する
ことができ、着火燃焼を確実に達成し、着火ミスの発生
を防止できる。
【００２１】また、燃料噴射ノズル５は、噴射された重
油が壁面に付着するのを避けるため、連絡口１３のシー
ト部４５に向かって重油を噴射するように設定されてい
る。副室２はシリンダ中央に配置され、連絡口１３に
は、副室２から主室１への火炎がシリンダ周辺部へ噴出
するように周方向に隔置して複数形成された溝部６が形
成されている。また、ピストンヘッド１６には、その頂
面が主室１の一部を形成する凹部３８に形成され、凹部
３８の周囲には隔置して溝部３７が形成されている。溝
部３７は凹部３８からピストン周辺に向かって上方へ傾
斜するテーパ面に形成されている。従って、主室１を構
成するヘッドライナ１０の下面とピストンヘッド頂面の
テーパ面の溝部３７とで形成されるガイド部４２がシリ
ンダ周辺に向かって楔状に小さくなるように形成され、
ピストン１５が上死点から下方に移動する時、内側から
外側への空気流れが発生し、空気の利用率が向上するの
で、連絡口１３から噴出した火炎と混合ガスがシリンダ
周辺まで短期に到達して空気利用率を向上させるように
形成されている。
油が壁面に付着するのを避けるため、連絡口１３のシー
ト部４５に向かって重油を噴射するように設定されてい
る。副室２はシリンダ中央に配置され、連絡口１３に
は、副室２から主室１への火炎がシリンダ周辺部へ噴出
するように周方向に隔置して複数形成された溝部６が形
成されている。また、ピストンヘッド１６には、その頂
面が主室１の一部を形成する凹部３８に形成され、凹部
３８の周囲には隔置して溝部３７が形成されている。溝
部３７は凹部３８からピストン周辺に向かって上方へ傾
斜するテーパ面に形成されている。従って、主室１を構
成するヘッドライナ１０の下面とピストンヘッド頂面の
テーパ面の溝部３７とで形成されるガイド部４２がシリ
ンダ周辺に向かって楔状に小さくなるように形成され、
ピストン１５が上死点から下方に移動する時、内側から
外側への空気流れが発生し、空気の利用率が向上するの
で、連絡口１３から噴出した火炎と混合ガスがシリンダ
周辺まで短期に到達して空気利用率を向上させるように
形成されている。
【００２２】次に、図３を参照して、この発明による重
油を燃料とするディーゼルエンジンの別の実施例を説明
する。この実施例では、燃料噴射ノズル５の設定位置が
異なる以外は、上記実施例と同様の構成を有するので、
同一部品には同一符号を付し、重複する説明を省略す
る。燃料噴射ノズル５は、その噴口４６が主室１の凹部
３１の領域に開口している。しかも、燃料噴射ノズル５
の噴口４６から噴射される重油は、開閉弁４が連絡口１
３を開放した直後に、重油を主室１から連絡口１３を通
って副室２に流入する空気流に対してほぼ直角となるよ
うに噴射するように構成されている。
油を燃料とするディーゼルエンジンの別の実施例を説明
する。この実施例では、燃料噴射ノズル５の設定位置が
異なる以外は、上記実施例と同様の構成を有するので、
同一部品には同一符号を付し、重複する説明を省略す
る。燃料噴射ノズル５は、その噴口４６が主室１の凹部
３１の領域に開口している。しかも、燃料噴射ノズル５
の噴口４６から噴射される重油は、開閉弁４が連絡口１
３を開放した直後に、重油を主室１から連絡口１３を通
って副室２に流入する空気流に対してほぼ直角となるよ
うに噴射するように構成されている。
【００２３】
【発明の効果】この発明による重油を燃料とするディー
ゼルエンジンは、上記のように、主室と副室との連絡口
付近で主室から副室への空気流に直角に重油の燃料を噴
射することによって、重油を高圧縮空気中で良好に霧化
でき、着火燃焼を確実にさせることができ、重油を燃料
として使用することができ、該燃料をエンジン作動に応
じて効果的に燃焼させることができ、安価な重油を燃料
とするエンジンを成立させる。また、このディーゼルエ
ンジンは、重油を開閉弁で開放直後に副室と主室との連
絡口付近に噴射するので、燃料供給ポンプの噴射圧力を
大きくする必要がない。
ゼルエンジンは、上記のように、主室と副室との連絡口
付近で主室から副室への空気流に直角に重油の燃料を噴
射することによって、重油を高圧縮空気中で良好に霧化
でき、着火燃焼を確実にさせることができ、重油を燃料
として使用することができ、該燃料をエンジン作動に応
じて効果的に燃焼させることができ、安価な重油を燃料
とするエンジンを成立させる。また、このディーゼルエ
ンジンは、重油を開閉弁で開放直後に副室と主室との連
絡口付近に噴射するので、燃料供給ポンプの噴射圧力を
大きくする必要がない。
【図１】この発明による重油を燃料とするディーゼルエ
ンジンの一実施例を示す説明図である。
ンジンの一実施例を示す説明図である。
【図２】図１のディーゼルエンジンのヘッドライナの下
面図である。
面図である。
【図３】この発明による重油を燃料とするディーゼルエ
ンジンの別の実施例を示す説明図である。
ンジンの別の実施例を示す説明図である。
１ 主室 ２ 副室 ３ 燃焼室構造体 ４ 開閉弁 ５ 燃料噴射ノズル ６ 溝部 ７ シリンダヘッド ８ シリンダ ９，１９ キャビティ １０ ヘッドライナ（燃焼室構造体） １３ 連絡口 １５ ピストン ２１，２６，３５ 遮熱空気層 ４２ ガイド部 ４４ ガスケット ４５ シート部 ４６ 噴口
Claims (6)
- 【請求項１】 シリンダヘッドに形成したキャビティに
設けた遮熱構造の主室とシリンダ中央部に配置された副
室を構成する燃焼室構造体、前記主室と前記副室を連通
する前記燃焼室構造体に形成された連絡口、前記主室側
の前記連絡口の回りに形成された凹部状の主室部分から
成る通路、前記通路にはシリンダ周辺に向かって放射状
に延びる溝部、前記連絡口を開閉するため圧縮行程終端
付近で開弁し且つ排気行程中間以降で閉弁する開閉弁、
重油を前記連絡口のシート部付近に噴射するように噴口
を設けている燃料噴射ノズル、から構成した重油を燃料
とするディーゼルエンジン。 - 【請求項２】 前記燃料噴射ノズルは、その噴口が前記
室内の連絡通路部に開口し、前記開閉弁が前記連絡口を
開放した直後に重油を前記連絡口のシート部付近に向か
って噴射する請求項１に記載の重油を燃料とするディー
ゼルエンジン。 - 【請求項３】 前記燃料噴射ノズルは、その噴口が前記
主室内に開口し、前記開閉弁が前記連絡口を開放した直
後に重油を前記主室から前記連絡口を通って前記副室に
流入する空気流に対してほぼ直角となるように噴射する
請求項１に記載の重油を燃料とするディーゼルエンジ
ン。 - 【請求項４】 前記副室は前記シリンダヘッドの前記キ
ャビティの壁面に対して前記副室の外側が空気層と外周
面全面積の５％以下に絞られた熱通過面積を持つガスケ
ットを介在して前記シリンダヘッドの前記キャビティに
配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の重
油を燃料とするディーゼルエンジン。 - 【請求項５】 前記燃料噴射ノズルは噴射圧力が５０Ｍ
Ｐａ以下であり、噴射方向は前記主室から前記連絡口を
通って前記副室に流入する空気流に対してほぼ直角とな
るように設定されている請求項１〜４のいずれか１項に
記載の重油を燃料とするディーゼルエンジン。 - 【請求項６】 前記溝部は４個以上形成されている請求
項１〜５のいずれか１項に記載の重油を燃料とするディ
ーゼルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8046956A JPH09217624A (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 重油を燃料とするディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8046956A JPH09217624A (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 重油を燃料とするディーゼルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09217624A true JPH09217624A (ja) | 1997-08-19 |
Family
ID=12761747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8046956A Pending JPH09217624A (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 重油を燃料とするディーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09217624A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5727519A (en) * | 1996-05-24 | 1998-03-17 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Low evaporativity fuel diesel engine |
| US5979420A (en) * | 1996-11-25 | 1999-11-09 | Isuzu Cermamics Research Institute Co., Ltd. | Fuel heating apparatus for engines using heavy oil as fuel |
| US6089020A (en) * | 1996-11-18 | 2000-07-18 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Heat recovering apparatus for cogeneration system with a turbocharged engine |
| WO2020105355A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
| WO2020105352A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
| WO2020105350A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
-
1996
- 1996-02-09 JP JP8046956A patent/JPH09217624A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5727519A (en) * | 1996-05-24 | 1998-03-17 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Low evaporativity fuel diesel engine |
| US6089020A (en) * | 1996-11-18 | 2000-07-18 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Heat recovering apparatus for cogeneration system with a turbocharged engine |
| US5979420A (en) * | 1996-11-25 | 1999-11-09 | Isuzu Cermamics Research Institute Co., Ltd. | Fuel heating apparatus for engines using heavy oil as fuel |
| WO2020105355A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
| WO2020105352A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
| WO2020105350A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
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