JPH0326863A

JPH0326863A - デイーゼル機関の燃焼室に燃料を噴射する方法並びに該方法を実施する装置

Info

Publication number: JPH0326863A
Application number: JP2144597A
Authority: JP
Inventors: Klaus Brill; クラウス・ブリル; Ernst Friedrich; エルンスト・フリードリッヒ; Wolfgang Grothe; ヴオルフガング・グローテ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1989-06-08
Filing date: 1990-06-04
Publication date: 1991-02-05
Also published as: DE3918678A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ディーゼル機関の燃焼室に燃料を噴射する方
法であって、燃料噴流を、噴射ノズルに後置された中央
の貫通孔を通して噴射し、該貫通孔に、放電区間の電極
が配属されており、賎放電区間の作動によって、燃料噴
流の点火特性を高める形式のものに関する。本発明はま
たこの方法を実施する装置にも関する。

従来の技術ディーゼル機関のための公知の始動装置では、燃料の気
化及び点火のためにプラズマが使用されている。適当な
時期に高いエネルギで、超音速までのプラズマ噴流が生
ぜしめられ、このプラズマ噴流は大きな燃料・空気容量
を渦流して点火する。このような公知の装置は、汎用の
高電圧の他に付加的な回路網を必要とし、この回路網に
よって、各高電圧のために１０００〜３０００Ｖの電圧
においてｌ〜ｌ　Ｏ　Ｗ　ｓのエネルギが準備されねば
ならない。さらに、放電時期の正確な制御が必要である
。請求項３の上位概念に記載の公知の装置では、噴射ノ
ズルに公知された取付け部材は半径方向の通気口を有し
ており、この通気口を介して、取付け部材を貫通する燃
料噴流はインゼクタ作用の結果、燃焼室から空気を吸い
込み、空気は燃料噴流の縁部区域に達して、そこで点火
し易い混合気を形成する。吸い込まれた・空気及び燃料
噴流を加熱するために、取付け部材はプラズマ発生器の
２つの電極からなっており、両電極は前後に最大間隔を
有していて、その間に半径方向の通気口をｖＩ＠シてい
る。この構或は同様に、プラズマを発生させるために大
きな電気エネルギを必要とし、しかも最適ではない。々
ぜむらば、吸い込まれた空気以外は燃料噴流の比較的僅
かな部分しか分裂されずかつイオン化されない。

発明の課題ゆえに本発明の課題は、ディーゼル機関における改善さ
れた燃料噴射方法並びに装置を提供することである。

課題を解決するための手段この課題を解決するために本発明の方法では、少なくと
も機関の始動段階において各燃料噴流の部分量を中央の
貫通孔において液膜として、燃料噴流の軸線方向に延び
ていて該燃料噴流を片側で周方向において制限している
壁に塗布し、この液膜の少なくとも部分範囲を、高エネ
ルギ火花放電によって気化し、イオン化して点火するよ
うにした。

また、この方法を実施する本発明による装置では、噴射
ノズルと該噴射ノズルの噴射開口に後置された取付け部
材とを有しており、該取付け部材に、燃料噴流のための
中央の貫通孔と、放電区間の電極とが設けられている形
式のものにおいて、（イ）取付け部材の中央の貫通孔に
壁面が設けられており、該壁面が、ノズル軸線に対して
もしくは噴射円錐の母線に対して少なくともほぼ平行に
、該ノズル軸線に対して間隔をおいて配置されていて、
少なくとも機関の始動段階において各燃料噴流の部分量
が液膜として、貫通孔の壁面に付着されるようになって
おり、（ロ）放電区間もしくは該放電区間の電極が、取
付け部材の中央の貫通孔の膜を形成する壁面に配属され
ており、（ハ）放電区間が、高エネルギ・火花発生器に
接続されている。

発明の効果本発明による方法は、ディーゼル燃料のプラズマを用い
た方法及び燃焼空気を吸い込む方法に比べて、著しく小
さな点火エネルギしか必要とせず、場合によっては点火
時期制御を行う必要がない。噴射ノズルにｆ＆置された
中央の貫通孔における膜を形成する壁面において火花放
電の当接箇所を取り囲む燃料膜の範囲は、気化され、分
裂されて点火される。これによって、このようにして形
成された高温の反応性の燃料部分の容量は増大し、該燃
料部分は、残りの噴流部分に対して直角に方向付けられ
た運動戊分を有する。この結果、残りの燃料部分との良
好な混合、ひいては燃料噴流の確実な点火が達戊される
。機関が加熱するに連れて、燃料は噴射ノズルからの流
出後に直ちに気化するので、同様に加熱した膜形成壁而
にはもはや燃料が付着しなくなり、燃料噴流の障害は最
小になる。

実施例次に図面につき本発明の実施例を説明する。

第１図に部分的ｊこ示された噴射ノズル１０はディーゼ
ル機関のシリンダヘッドｌ２に組み込まれている。噴射
ノズル１０には、リング状の取付け部材１４が後置され
ており、この取付け部材は、噴射ノズル１０から噴出す
る燃料流のための中央の貫通孔Ｉ６を有している。噴射
ノズル１０、取付け部材１４及び両者の間に位置する断
熱り冫グ２０は、シールリング２２を介してシリンダヘ
ッド１２の取付け孔２６における環状膚部２４に緊定さ
れている。環状肩部２４の下流においては、小さな直径
の孔２８がディーゼル機関のシリンダに通じている。

取付け部材１４の中央の貫通孔１６はその全周の一部に
わたって、平らな壁面３０によって制限されており、こ
の壁面はノズル軸線３２に向かって、機関の冷機状態に
おいては各燃料流の部分量が膜として壁面３０に付着す
るように、接近させられている。壁面３０には小さな間
隔をおいて、点火プラグ３６の絶縁状態に保たれた中央
電極３４が対向して位置している。点火プラグは、傾斜
位置で取付け部材１４に半径方向に固定されたホルダ３
８内に位置している。中央電極３４と、対向電極の制限
部を形成している取付け部材１４の壁面３０との間には
、火花ギャップが形成されており、この火花ギャ７ブは
点火装置に接続されている。点火装置は点火プラグ及び
火花ギャップと調和させられて例えば、少なくとも２５
ｋＶ，有利には３０ｋＶの破過電圧において少なくとも
Ｉ　ｋｌｌｚの火花シーケンスを生ぜしめる。点火装置
において使用される高エネルギ点火コイルは、例えば約
１５０ｍｉｓのエネルギ容量を有することができる。

冷機状態における機関の始動時には、各燃料噴流の部分
量が中央電極３４の範囲において取付け部材１４の壁面
３０に膜として付着する。

同時に行われる火花放電によって、燃料膜は放電の激突
箇所において気化され、イオン化されて点火される。こ
れに伴う容積増大によって高温の反応性の燃料部分が、
膜を形成する壁面３０において垂直でかつ燃料噴流に対
して垂直な運動成分を得る；この結果、燃料噴流の残留
部分との強力な混合ひいては確実な点火が達戒される。

機関が暖機されるに連れて、燃料は直ちに蒸発するので
同様に暖まった壁面３０にはもはや燃料が付着しなくな
り、燃料噴流の障害は僅かになる。ある程度の始動時間
後例えば３０秒後には、従って点火装置は遮断すること
ができる。始動補助装置は基本的に、点火時期制御なし
に運転ずることができる。幾つかの場合では、点火装置
を機関の圧縮行程においてのみ役入接続すると、エネル
ギ節減のために有利である。

第３図に示した実施例では、点火プラグ４０は取付け部
祠１４の膜を形成する壁面３０の側に配置されており、
点火プラグの先端は、中心電極４２及び碍子４４が壁面
３０と同一平面に位置するように、構成されている。ア
ースと接続されたアース電極４６は、環状体４８に一体
成形もしくは固定されており、この環状体は噴射ノズル
１０と取付け部材１４との間に緊定されている。

第４図の実施例では、面放電スパークプラグである点火
ブラグ５０が設けられており、この点火プラグの中心電
極５２及び碍子５４は同様に、取付け部材１４の膜を形
戒する壁面３０と同一の平面で切断されている。この実
施例ではアース電極は取付け部材１４によって直接形成
されているので、貫通孔！６に突入している電極部分は
省かれている。而放電区間としては、碍子５４の端面が
働き、このために碍子の端区分５６の直径は、面放電区
間に対する要求に相当する寸法まで減じられている。

第５図に示された実施例では、面放電スパークプラグで
ある点火プラグ６０は中心電極６２と環状電極６４とを
有しており、従って２つの而放電区間が形成されている
。

４

【図面の簡単な説明】

図面には本発明による装置の４つの実施例が示されてお
り、第ｌ図は第１実施例を示す部分断面図、第２図は第
１図の■一■線に沿った断面図、第３図は第２実施例を
示す部分断面図、第４図は第３実施例を示す部分断面図
、第５図は第４実施例を示す部分断面図である。１０・・・噴射ノズル、１２・・・シリンダヘッド、１
４・・・取付け部材、１６・・・貫通孔、２０・・・断
熱リング、２２・・・シールリング、２４・・・環状肩
部２６・・・取付け孔、２８・・・孔、３０・・・壁面
、３２・・・ノズル軸線、３４・・・中心電極、３６・
・・点火プラグ、３８・・・ホルダ、４０・・・点火プ
ラグ、４２・・・中心電極、４４・・・碍子、４６・・
・アース電極４８・・・環状体、５０・・・点火プラグ
、５２・・・中心電極、５４・・・碍子、５６・・・端
区分、６０・・・点火プラグ、６２・・・中心電極、６
４・・・環状電極ＦＩ０．２

Claims

【特許請求の範囲】１、ディーゼル機関の燃焼室に燃料を噴射する方法であ
って、燃料噴流を、噴射ノズルに後置された中央の貫通
孔を通して噴射し、該貫通孔に、放電区間の電極が配属
されており、該放電区間の作動によって、燃料噴流の点
火特性を高める形式のものにおいて、少なくとも機関の
始動段階において各燃料噴流の部分量を中央の貫通孔（
１６）において液膜として、燃料噴流の軸線方向に延び
ていて該燃料噴流を片側で周方向において制限している
壁（３０）に塗布し、この液膜の少なくとも部分範囲を
、高エネルギ火花放電によって気化し、イオン化して点
火することを特徴とする、ディーゼル機関の燃焼室に燃
料を噴射する方法。２、火花放電を少なくとも１ｋＨｚの火花シーケンスと
少なくとも２５ｋＶの破過電圧で行う、請求項１記載の
方法。３、請求項１記載の方法を実施する装置であって、噴射
ノズルと該噴射ノズルの噴射開口に後置された取付け部
材とを有しており、該取付け部材に、燃料噴流のための
中央の貫通孔と、放電区間の電極とが設けられている形
式のものにおいて、（イ）取付け部材（１４）の中央の貫通孔（１６）に壁
面（３０）が設けられており、該壁面が、ノズル軸線（
３２）に対してもしくは噴射円錐の母線に対して少なく
ともほぼ平行に、該ノズル軸線に対して間隔をおいて配
置されていて、少なくとも機関の始動段階において各燃
料噴流の部分量が液膜として、貫通孔の壁面（３０）に
付着されるようになっており、（ロ）放電区間もしくは該放電区間の電極（３４，１４
；４２，４６；５２，１４；６２，６４，１４）が、取
付け部材（１４）の中央の貫通孔（１６）の膜を形成す
る壁面（３０）に配属されており、（ハ）放電区間が、高エネルギ・火花発生器に接続され
ていることを特徴とする装置。４、放電区間の一方の電極が、取付け部材（１４）に固
定された点火プラグ（３６，４０，５０，６０）の中心
電極（３４，４２，５２，６２）である、請求項３記載
の装置。５、点火プラグ（３４）が、膜を形成する壁面（３０）
に対向して取付け部材（１４）に固定されており、該壁
面（３０）が、エアギャップを有する放電区間の他方の
電極である、請求項４記載の装置。６、点火プラグ（４０）が、膜を形成する壁面（３０）
の側で取付け部材（１４）に固定されており、エアギャ
ップを有する放電区間の他方の電極（４６）が、噴射ノ
ズル（１０）と取付け部材（１４）との間に緊定された
環状体（４８）に配置されている、請求項４記載の装置
。７、点火プラグ（５０，６０）が、膜を形成する壁面（
３０）の側で取付け部材（１４）に固定されていて、放
電区間が面放電区間である、請求項４記載の装置。８、面放電区間が、膜を形成する壁面（３０）の平面に
位置している、請求項７記載の装置９、点火プラグ（６
０）が中心電極（６２）と環状電極（６４）とを有して
おり、両電極の間に第１の面放電区間が形成され、環状
電極（６４）と、点火プラグ（６０）を取り囲む取付け
部材（１４）の壁との間に第２の面放電区間が形成され
ている、請求項８記載の装置。１０、膜を形成する壁面（３０）が、ノズル軸線（３２
）に接近した取付け部材（１４）の内壁範囲によつて直
接形成されている、請求項３から９までのいずれか１項
記載の装置。