JPH0437253B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0437253B2 JPH0437253B2 JP61108704A JP10870486A JPH0437253B2 JP H0437253 B2 JPH0437253 B2 JP H0437253B2 JP 61108704 A JP61108704 A JP 61108704A JP 10870486 A JP10870486 A JP 10870486A JP H0437253 B2 JPH0437253 B2 JP H0437253B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- cooling water
- intake
- wall surface
- injection nozzle
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
- F02B47/02—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
-
- 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
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はデイーゼル機関に係り、特に燃焼室を
セラミツクで区画形成した断熱性の高いデイーゼ
ル機関に関する。
セラミツクで区画形成した断熱性の高いデイーゼ
ル機関に関する。
［従来の技術］
近年開発が進められている断熱エンジンは、セ
ラミツク等を燃焼室周囲にコーテイングして燃焼
室を区画形成したり、燃焼室を区画形成するシリ
ンダライナ、シリンダヘツド、ピストンヘツド等
自体をセラミツク等で製作する等の方法によつて
構成され、セラミツク等が有する高い耐熱性、大
きな熱容量を活かして燃焼室周囲における熱の放
散を抑制し、熱効率を上げて機関出力の向上を図
るものである。
ラミツク等を燃焼室周囲にコーテイングして燃焼
室を区画形成したり、燃焼室を区画形成するシリ
ンダライナ、シリンダヘツド、ピストンヘツド等
自体をセラミツク等で製作する等の方法によつて
構成され、セラミツク等が有する高い耐熱性、大
きな熱容量を活かして燃焼室周囲における熱の放
散を抑制し、熱効率を上げて機関出力の向上を図
るものである。
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、上述したように断熱エンジンは、燃
焼室周囲からの熱放散を抑制して燃焼室内温度を
高温に維持すべく検討が加えられてきたが、反面
次のような問題が生ずるに至つた。
焼室周囲からの熱放散を抑制して燃焼室内温度を
高温に維持すべく検討が加えられてきたが、反面
次のような問題が生ずるに至つた。
即ち、断熱性を高めて燃焼室周囲を高温に維持
することは重要なのであるが、このために吸気が
導入される際にあつても燃焼室内温度が同様に高
温な状態となつてしまい、吸気行程において燃焼
室内に吸入される空気がこの高温な燃焼室の内壁
から受熱して燃焼室内で膨脹して吸気の導入量を
減少させ、結果的に吸入効率の低下をきたして機
関出力を著しく低下させるという問題が生じてき
た。
することは重要なのであるが、このために吸気が
導入される際にあつても燃焼室内温度が同様に高
温な状態となつてしまい、吸気行程において燃焼
室内に吸入される空気がこの高温な燃焼室の内壁
から受熱して燃焼室内で膨脹して吸気の導入量を
減少させ、結果的に吸入効率の低下をきたして機
関出力を著しく低下させるという問題が生じてき
た。
このような問題に対処するには、燃焼室内にお
いてその内壁の表層部のみを一時的に冷却するこ
とが理想的であると考えられる。
いてその内壁の表層部のみを一時的に冷却するこ
とが理想的であると考えられる。
ここに本願出願人は先に、燃料噴射ノズルを利
用し、燃料噴射時若しくはその直後にこの燃料噴
射ノズルから燃焼室内に適当な冷却水を噴射させ
ることによつて燃焼室内温度の低下を図つた「断
熱デイーゼル機関」（実開昭58−163634号公報）
を提案した。本提案にあつても相当の冷却効果を
発揮するのであるが、燃料噴射ノズルから冷却水
を噴射させる場合、その噴射位置は燃料到達位置
と同じになり、また噴射時期もノズル作動との関
連から燃料噴射と同時か若しくはその直後に制限
される。
用し、燃料噴射時若しくはその直後にこの燃料噴
射ノズルから燃焼室内に適当な冷却水を噴射させ
ることによつて燃焼室内温度の低下を図つた「断
熱デイーゼル機関」（実開昭58−163634号公報）
を提案した。本提案にあつても相当の冷却効果を
発揮するのであるが、燃料噴射ノズルから冷却水
を噴射させる場合、その噴射位置は燃料到達位置
と同じになり、また噴射時期もノズル作動との関
連から燃料噴射と同時か若しくはその直後に制限
される。
しかしながら、通常は燃焼室を高温に維持した
いという要求と吸気行程時における吸入効率を改
善したいという要求双方を勘案した場合、上記提
案では冷却水の噴射位置並びに噴射時期に改善の
余地があり、ここに冷却水を適当な位置に適当な
時期に噴射させて、不必要な熱損失を伴うことな
く吸入効率を上げることができるシステムの案出
が望まれている。
いという要求と吸気行程時における吸入効率を改
善したいという要求双方を勘案した場合、上記提
案では冷却水の噴射位置並びに噴射時期に改善の
余地があり、ここに冷却水を適当な位置に適当な
時期に噴射させて、不必要な熱損失を伴うことな
く吸入効率を上げることができるシステムの案出
が望まれている。
また適切に冷却水を供給することによつて、冷
却水量を少なくでき、排気を促進できるようにす
ることが望ましい。
却水量を少なくでき、排気を促進できるようにす
ることが望ましい。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、燃焼室をセラミツクで区画形成する
と共に、そのシリンダヘツドに、吸気口から流入
する吸気流が衝突する燃焼室の内壁面に臨ませて
水噴射ノズルを設け、排気行程の終りにのみ内壁
面に冷却水を噴射するように形成したものであ
る。
と共に、そのシリンダヘツドに、吸気口から流入
する吸気流が衝突する燃焼室の内壁面に臨ませて
水噴射ノズルを設け、排気行程の終りにのみ内壁
面に冷却水を噴射するように形成したものであ
る。
［作用］
上記構成によつて、水噴射ノズルは、排気行程
の終りに、吸気に大きな熱量を与える部分である
燃焼室の内壁面を冷却する。
の終りに、吸気に大きな熱量を与える部分である
燃焼室の内壁面を冷却する。
［実施例］
以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従つ
て詳述する。
て詳述する。
第２図に示すようにシリンダボデイ１に形成さ
れたシリンダ内には、セラミツク製のシリンダラ
イナ２が装着されると共に、シリンダボデイ１の
上部に設けられるシリンダヘツド３には、シリン
ダの上方を区画閉成するセラミツク製のヘツドラ
イナ４が装着される。他方、シリンダ内に往復動
されるピストン５は、コンロツド６が連結される
ピストンスカート５ａの上部にセラミツク製のピ
ストンクラウン５ｂがボルトで共締めされて構成
される。そして、燃焼室７は、これらセラミツク
製のシリンダライナ２、ヘツドライナ４及びピス
トンクラウン５ｂによつて区画形成され、燃焼室
周囲からの熱放散が抑制されて熱効率が高く構成
される。また、ヘツドライナ４の外周側部とシリ
ンダヘツド３との間には、上部と下部にリング状
のデイスタンスピース８が介設されて相互間に断
熱空気層９が形成される。更に、ヘツドライナ４
の上部とシリンダヘツド３との間には、リングプ
レート状のガスケツト１０が介設される。そして
これら構成によつても燃焼室７の断熱性が高めら
れている。
れたシリンダ内には、セラミツク製のシリンダラ
イナ２が装着されると共に、シリンダボデイ１の
上部に設けられるシリンダヘツド３には、シリン
ダの上方を区画閉成するセラミツク製のヘツドラ
イナ４が装着される。他方、シリンダ内に往復動
されるピストン５は、コンロツド６が連結される
ピストンスカート５ａの上部にセラミツク製のピ
ストンクラウン５ｂがボルトで共締めされて構成
される。そして、燃焼室７は、これらセラミツク
製のシリンダライナ２、ヘツドライナ４及びピス
トンクラウン５ｂによつて区画形成され、燃焼室
周囲からの熱放散が抑制されて熱効率が高く構成
される。また、ヘツドライナ４の外周側部とシリ
ンダヘツド３との間には、上部と下部にリング状
のデイスタンスピース８が介設されて相互間に断
熱空気層９が形成される。更に、ヘツドライナ４
の上部とシリンダヘツド３との間には、リングプ
レート状のガスケツト１０が介設される。そして
これら構成によつても燃焼室７の断熱性が高めら
れている。
尚、第１図及び第２図に示すようにシリンダヘ
ツド３及びヘツドライナ４には、これらを貫通さ
せて吸気ポート１１と排気ポート１２とが形成さ
れ、これらの吸・排気口１３，１４には、これら
を所定時期に開閉するための吸気弁１５及び排気
弁が設けられる。また１６は燃料噴射ノズルであ
る。
ツド３及びヘツドライナ４には、これらを貫通さ
せて吸気ポート１１と排気ポート１２とが形成さ
れ、これらの吸・排気口１３，１４には、これら
を所定時期に開閉するための吸気弁１５及び排気
弁が設けられる。また１６は燃料噴射ノズルであ
る。
このように構成された燃焼室７には、燃焼室７
の内壁７ａに臨ませてこれに冷却水Ｗを噴射する
水噴射ノズル１７が設けられる。この水噴射ノズ
ル１７は、シリンダヘツド３乃至ヘツドライナ４
に取り付けられて支持される。殊にこの水噴射ノ
ズル１７は、吸気口１３から流入する吸気流Ｓが
衝突する燃焼室７の内壁面部分Ａに臨ませて設置
される。吸気流Ｓは、吸気弁１５の開放時吸気口
１３から高速で燃焼室７内に流入し、吸気ポート
側から連続した吸気流路を成す内壁面部分Ａに高
速で接しながら流れ込み、その後この内壁面Ａよ
り下流側へ漸次減速されつつ流れてゆく。ここ
に、燃焼室７の内壁７ａから吸気流Ｓへの授熱量
の割合は、この吸気流Ｓが衝突する内壁面部分Ａ
で大きいと考えられる。そこで、この内壁面部分
Ａに冷却水Ｗを噴射してその表層部分を冷却する
ように構成したものである。
の内壁７ａに臨ませてこれに冷却水Ｗを噴射する
水噴射ノズル１７が設けられる。この水噴射ノズ
ル１７は、シリンダヘツド３乃至ヘツドライナ４
に取り付けられて支持される。殊にこの水噴射ノ
ズル１７は、吸気口１３から流入する吸気流Ｓが
衝突する燃焼室７の内壁面部分Ａに臨ませて設置
される。吸気流Ｓは、吸気弁１５の開放時吸気口
１３から高速で燃焼室７内に流入し、吸気ポート
側から連続した吸気流路を成す内壁面部分Ａに高
速で接しながら流れ込み、その後この内壁面Ａよ
り下流側へ漸次減速されつつ流れてゆく。ここ
に、燃焼室７の内壁７ａから吸気流Ｓへの授熱量
の割合は、この吸気流Ｓが衝突する内壁面部分Ａ
で大きいと考えられる。そこで、この内壁面部分
Ａに冷却水Ｗを噴射してその表層部分を冷却する
ように構成したものである。
また本実施例では水噴射ノズル１７は多噴口で
形成され、相当の範囲として想定されるこのよう
な内壁面部分Ａに対応する範囲で冷却水を噴射で
きるようになつている。また水噴射ノズル１７
は、上述の内壁面部分Ａ以外で吸気Ｓが多く授熱
すると考えられる内壁部分、具体的には内壁面部
分Ａ近傍のヘツドライナ４の下面、ピストンクラ
ウン５ｂの上面等へも、その多噴口の一部から冷
却水を噴射できるようになつている。
形成され、相当の範囲として想定されるこのよう
な内壁面部分Ａに対応する範囲で冷却水を噴射で
きるようになつている。また水噴射ノズル１７
は、上述の内壁面部分Ａ以外で吸気Ｓが多く授熱
すると考えられる内壁部分、具体的には内壁面部
分Ａ近傍のヘツドライナ４の下面、ピストンクラ
ウン５ｂの上面等へも、その多噴口の一部から冷
却水を噴射できるようになつている。
更にこの水噴射ノズル１７は、排気行程の終
り、詳しくは吸気弁１５と排気弁とのオーバーラ
ツプ時にだけ冷却水Ｗを噴射するように噴射時期
が設定される。このように排気行程の終りに冷却
水を噴射させるように構成すれば、冷却水Ｗは燃
焼室７内の高温に晒されて蒸気化することとな
り、単に燃焼室７の内壁７ａ等を冷却するのみな
らず、蒸気化による体積膨脹によつて燃焼室７内
からの燃焼ガスの排気を促進させることができ、
また燃焼室内残留ガスから気化熱を奪つてその温
度を下げることもできる。
り、詳しくは吸気弁１５と排気弁とのオーバーラ
ツプ時にだけ冷却水Ｗを噴射するように噴射時期
が設定される。このように排気行程の終りに冷却
水を噴射させるように構成すれば、冷却水Ｗは燃
焼室７内の高温に晒されて蒸気化することとな
り、単に燃焼室７の内壁７ａ等を冷却するのみな
らず、蒸気化による体積膨脹によつて燃焼室７内
からの燃焼ガスの排気を促進させることができ、
また燃焼室内残留ガスから気化熱を奪つてその温
度を下げることもできる。
以上のように構成したことにより、吸気への授
熱が大きな箇所を局部的且つ集中的に冷却して不
必要な熱損失を伴うことなく吸入効率を上げるこ
とができ、機関出力を向上させることができる。
熱が大きな箇所を局部的且つ集中的に冷却して不
必要な熱損失を伴うことなく吸入効率を上げるこ
とができ、機関出力を向上させることができる。
また相当の勢いで冷却水Ｗを噴射できる水噴射
ノズル１７を採用しているので、所望の位置へ的
確に冷却水Ｗを到達させることができ、冷却効果
の確実性を確保できる。
ノズル１７を採用しているので、所望の位置へ的
確に冷却水Ｗを到達させることができ、冷却効果
の確実性を確保できる。
すなわち、必要最少限の冷却水量ですみ、冷却
水を圧送するための装置等が過大になることがな
い。
水を圧送するための装置等が過大になることがな
い。
尚、水噴射ノズル１７には、燃料噴射ノズル用
の噴射ポンプと同様な水ポンプ（図示せず）から
所定の噴射タイミングで冷却水が供給されるよう
になつている。
の噴射ポンプと同様な水ポンプ（図示せず）から
所定の噴射タイミングで冷却水が供給されるよう
になつている。
［発明の効果］
以上要するに本発明によれば、次のような優れ
た効果を発揮する。
た効果を発揮する。
シリンダヘツドに吸気流が衝突する燃焼室の内
壁面に臨ませて水噴射ノズルを設け、排気行程の
終りにのみ内壁面に冷却水を噴射するように形成
したので、吸気に大きな熱量を与える燃焼室の内
壁部分を冷却して吸入効率を向上させると共に、
その冷却水量を少なくでき、且つ燃焼室における
排気を促進できる。
壁面に臨ませて水噴射ノズルを設け、排気行程の
終りにのみ内壁面に冷却水を噴射するように形成
したので、吸気に大きな熱量を与える燃焼室の内
壁部分を冷却して吸入効率を向上させると共に、
その冷却水量を少なくでき、且つ燃焼室における
排気を促進できる。
第１図は本発明の好適一実施例を示す平面図、
第２図はその側面図である。 図中、７は燃焼室、Ａはその内壁面、１３は吸
気口、１７は水噴射ノズルである。
第２図はその側面図である。 図中、７は燃焼室、Ａはその内壁面、１３は吸
気口、１７は水噴射ノズルである。
Claims (1)
- １ 燃焼室をセラミツクで区画形成すると共に、
そのシリンダヘツドに、吸気口から流入する吸気
流が衝突する上記燃焼室の内壁面に臨ませて水噴
射ノズルを設け、排気行程の終りにのみ上記内壁
面に冷却水を噴射するように形成したことを特徴
とするデイーゼル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61108704A JPS62267518A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | ディ−ゼル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61108704A JPS62267518A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | ディ−ゼル機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62267518A JPS62267518A (ja) | 1987-11-20 |
| JPH0437253B2 true JPH0437253B2 (ja) | 1992-06-18 |
Family
ID=14491499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61108704A Granted JPS62267518A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | ディ−ゼル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62267518A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69701017T2 (de) * | 1996-05-24 | 2000-06-29 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Dieselbrennkraftmaschine mit schwer verdampfbarem Brennstoff |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56148641A (en) * | 1980-04-22 | 1981-11-18 | Nissan Motor Co Ltd | Knocking suppressor for internal combustion engine |
-
1986
- 1986-05-14 JP JP61108704A patent/JPS62267518A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62267518A (ja) | 1987-11-20 |
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