JPH0458064A - Fuel supply method for internal combustion engine - Google Patents
Fuel supply method for internal combustion engineInfo
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- JPH0458064A JPH0458064A JP2168023A JP16802390A JPH0458064A JP H0458064 A JPH0458064 A JP H0458064A JP 2168023 A JP2168023 A JP 2168023A JP 16802390 A JP16802390 A JP 16802390A JP H0458064 A JPH0458064 A JP H0458064A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は、灯油、アルコール、またはアルコールとガソ
リンの混合物等の始動性の低い燃料を使用する内燃機関
に適用される燃料供給方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a fuel supply method applied to an internal combustion engine using a fuel with low startability such as kerosene, alcohol, or a mixture of alcohol and gasoline.
[従来の技術]
従来、内燃機関の始動性を改善するために、ガソリンエ
ンジン等の火花点火エンジンにおいては、気化器式燃料
供給装置を使用する方式ではチョーク弁または始動増量
機構を設け、また、燃料噴射弁を使用する方式では、噴
射弁を電子制御することにより、始動時における供給燃
料の増量を図っている。[Prior Art] Conventionally, in order to improve the startability of internal combustion engines, spark ignition engines such as gasoline engines have been provided with a choke valve or a starting increase mechanism in systems using a carburetor fuel supply device, and In systems using fuel injection valves, the amount of fuel supplied at startup is increased by electronically controlling the injection valves.
[発明が解決しようとする課題]
これらの対策により、常温時の始動性は確保されるもの
の、低外気温時には始動に時間を要したり、また、燃料
増量に伴うHCエミッションの増大等の問題を生じてい
る。[Problems to be solved by the invention] Although these measures ensure startability at normal temperatures, there are problems such as taking time to start at low outside temperatures and increasing HC emissions due to increased fuel volume. is occurring.
さらに、ガソリン以外の低揮発性燃料に対しては、上記
従来の方式によっても常温或いは低温での始動が困難で
あり、メタノール100%燃料の場合、低温始動温度は
5°C〜程度が限界となり、このため例えばメタノール
燃料の場合、始動時にガソリンを約15%程度混入して
始動性を向上する方法が採られが、低温始動温度は−i
o’c〜−15°C程度が限界となり、寒冷地での使用
に問題を有している。Furthermore, for low-volatile fuels other than gasoline, it is difficult to start at room temperature or low temperature even with the conventional method described above, and in the case of 100% methanol fuel, the low-temperature starting temperature is limited to about 5°C. For this reason, for example, in the case of methanol fuel, a method is adopted to improve startability by mixing about 15% gasoline at the time of starting, but the low starting temperature is -i
The temperature limit is approximately o'c to -15°C, which poses a problem in use in cold regions.
この解決策として燃料噴射弁の代わりに超音波霧化装置
を採用し、超音波振動により燃料を霧化し、燃料の蒸発
を促進させ着火の向上を図る試みがなされ、ある程度の
始動性が改善されるものの、メタノール100%燃料の
場合、低温始動温度は、O″CC程度界となっている。As a solution to this problem, an attempt was made to use an ultrasonic atomizer instead of a fuel injection valve to atomize the fuel using ultrasonic vibrations, promote evaporation of the fuel, and improve ignition, which improved startability to some extent. However, in the case of 100% methanol fuel, the low temperature starting temperature is on the O''CC level.
その理由として、吸気管への超音波霧化装置の取付方法
および燃焼室内の噴霧流動が不適切なため、燃料がシリ
ンダ内壁面に付着し、また燃料の気化性が悪いためピス
トン圧縮時に充分気化せず着火に至らないこと、また、
噴霧流として燃焼室内に流入しても、アルコール燃料の
ように蒸発潜熱が大きいため、或いは灯油のように沸点
か高いために、充分な気化が行われず着火に至らないこ
とが挙げられる。The reason for this is that the method of installing the ultrasonic atomizer in the intake pipe and the flow of the spray inside the combustion chamber are inappropriate, resulting in fuel adhering to the inner wall of the cylinder, and poor vaporization of the fuel, which prevents it from being sufficiently vaporized when the piston is compressed. and that it does not lead to ignition, and
Even if the fuel flows into the combustion chamber as a spray stream, sufficient vaporization may not occur and ignition may not occur due to the large latent heat of vaporization, such as alcohol fuel, or the high boiling point, such as kerosene.
本発明の目的は、上記問題を解決するものであって、始
動性の低い燃料を使用するエンジンの低温始動を可能に
し、かつ、始動時間の短縮、HCエミッンヨンの低減を
可能にすることである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to make it possible to start an engine using a fuel with low startability at a low temperature, shorten the starting time, and reduce HC emission. .
[課題を解決するための手段]
そのために本発明の内燃機関の燃料供給方法は、始動性
の低い燃料を使用するエンジンにおいて、エンジン1の
吸気管4に配設される超音波霧化装置12および燃料噴
射弁9と、該超音波霧化装置12と燃料噴射弁9との間
に配設される点火装置13、消炎器14および触媒装置
15とを有し、エンジン始動時には、前記超音波霧化装
置12にて霧化された燃料を燃焼、消炎した後、加熱混
合気を前記触媒装置15に供給して揮発性の高い中間生
成物を生成し、エンジン始動後は前記燃料噴射弁9から
燃料を供給することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] To this end, the fuel supply method for an internal combustion engine of the present invention provides an ultrasonic atomization device 12 disposed in the intake pipe 4 of the engine 1 in an engine that uses fuel with low startability. and a fuel injection valve 9, an ignition device 13, a flame extinguisher 14, and a catalyst device 15 disposed between the ultrasonic atomizer 12 and the fuel injection valve 9, and when starting the engine, the ultrasonic wave After burning and extinguishing the atomized fuel in the atomization device 12, the heated air-fuel mixture is supplied to the catalyst device 15 to generate a highly volatile intermediate product, and after the engine is started, the fuel injection valve 9 It is characterized by supplying fuel from
なお、上記構成に付加した番号は、理解を容易にするた
めに図面と対比させるためのもので、これにより本発明
の構成が何ら限定されるものではない。Note that the numbers added to the above configurations are for comparison with the drawings to facilitate understanding, and the configurations of the present invention are not limited thereby.
[作用コ
本発明においては、例えば第1図に示すように、エンジ
ン始動時には、燃料供給弁10から超音波振動部材11
に燃料を供給し、超音波霧化装置12にて燃料を微細液
滴に霧化し、この燃料の一部を点火装置13により着火
、燃焼させ、発生した火炎は、消炎器14にて消炎され
、加熱混合気は触媒装置15に導入され、ここで、例え
ばメタノール燃料の場合には、分解反応、改質反応、部
分酸化反応等によりアルデヒドを生成させ、或いは脱水
縮合反応によりジメチルエーテル等を生成させる。この
揮発性の高い中間生成物をエンジン1に供給することに
より低温での始動性を向上させる。[Operations] In the present invention, as shown in FIG. 1, for example, when starting the engine, the ultrasonic vibration member 11 is
The ultrasonic atomizer 12 atomizes the fuel into fine droplets, a part of this fuel is ignited and burned by the ignition device 13, and the generated flame is extinguished by the extinguisher 14. The heated air-fuel mixture is introduced into the catalyst device 15, where, for example, in the case of methanol fuel, aldehyde is produced by decomposition reaction, reforming reaction, partial oxidation reaction, etc., or dimethyl ether etc. is produced by dehydration condensation reaction. . By supplying this highly volatile intermediate product to the engine 1, startability at low temperatures is improved.
[実施例]
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。第
1図は本発明の内燃機関の燃料供給方法のl実施例を示
す断面図である。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the method for supplying fuel to an internal combustion engine according to the present invention.
本発明においては、燃料として灯油、アルコール、また
はアルコールとガソリンの混合燃料等の始動性の低い燃
料を使用するのが最も効果的である。In the present invention, it is most effective to use a fuel with low startability, such as kerosene, alcohol, or a mixed fuel of alcohol and gasoline.
図において、火花点火エンジン1は、シリンダ2、ピス
トン3、吸気管4、排気管5、吸気弁6、排気弁7を有
し、吸気管4(l111に燃料噴射弁9、さらに、燃料
噴射弁9の上流に、燃料供給弁10および超音波振動部
材11からなる超音波霧化装置12が取付けられている
。In the figure, a spark ignition engine 1 has a cylinder 2, a piston 3, an intake pipe 4, an exhaust pipe 5, an intake valve 6, and an exhaust valve 7. An ultrasonic atomizer 12 consisting of a fuel supply valve 10 and an ultrasonic vibration member 11 is installed upstream of the fuel pump 9 .
超音波振動部材11の一端側には霧化面が形成され、他
端側には電気・音響変換素子が設けられている。なお、
霧化面の形状は、ホーン型形状、丸型形状、バット型形
状等周知の形状が採用される。An atomization surface is formed at one end of the ultrasonic vibration member 11, and an electric/acoustic conversion element is provided at the other end. In addition,
The shape of the atomization surface may be a well-known shape such as a horn shape, a round shape, a bat shape, or the like.
また、燃料噴射弁9と超音波霧化装置12の間には、点
火装置13、消炎器14および触媒装置15が配設され
る。Further, an ignition device 13, a flame extinguisher 14, and a catalyst device 15 are arranged between the fuel injection valve 9 and the ultrasonic atomization device 12.
点火装置13は、スパークプラグまたはグロープラグか
らなり、超音波霧化装置12にて霧化された燃料の一部
を着火、燃焼させる。消炎器14は、金属またはセラミ
ック製の多孔板或いはl\ニカム体で形成され、点火装
置13により発生した火炎を消炎し、下流に配設される
触媒装置15の損傷を防止するものである。The ignition device 13 is composed of a spark plug or a glow plug, and ignites and burns a portion of the fuel atomized by the ultrasonic atomization device 12. The flame extinguisher 14 is formed of a metal or ceramic porous plate or a nicum body, and extinguishes the flame generated by the ignition device 13 to prevent damage to the catalyst device 15 disposed downstream.
触媒装置15は、担体に低温または常温で反応する触媒
層を担持させたものであり、例えばメタノールの場合に
は、分解反応、改質反応、部分酸化反応等によりアルデ
ヒドを生成させ、或いは脱水縮合反応によりジメチルエ
ーテル等を生成させるもので、要するに、揮発性の高い
中間生成物を生成させるものである。The catalyst device 15 has a carrier supporting a catalyst layer that reacts at low temperature or room temperature. For example, in the case of methanol, aldehyde is generated by a decomposition reaction, a reforming reaction, a partial oxidation reaction, etc., or a dehydration condensation reaction is performed. The reaction produces dimethyl ether, etc., and in short, it produces a highly volatile intermediate product.
上記構成からなる本発明の作用について説明する。The operation of the present invention having the above configuration will be explained.
エンジン始動時には、燃料供給弁10から超音波振動部
材11に燃料を供給し、超音波霧化装置12にて燃料を
微細液滴に霧化し、この燃料の一部を点火装置13によ
り着火、燃焼させる。この場合、始動用燃料が全て燃焼
しないために、流入する空気量を制御し燃焼骨に見合っ
た空気量を流入させるか、または下流側に別途吸入空気
孔を設け、燃焼用空気のみを吸入する方法等が考えられ
る。When starting the engine, fuel is supplied from the fuel supply valve 10 to the ultrasonic vibration member 11, the fuel is atomized into fine droplets by the ultrasonic atomizer 12, and a portion of this fuel is ignited and combusted by the ignition device 13. let In this case, since all the starting fuel is not combusted, either control the amount of air flowing in to match the amount of air needed for combustion, or create a separate intake air hole on the downstream side to draw in only the combustion air. There are several possible methods.
点火装置13により発生した火炎は、消炎器14にて消
炎され、加熱混合気は触媒装置15に導入され、ここで
触媒層と効果的に反応し、例えばメタノール燃料の場合
には、分解反応、改質反応、部分酸化反応等によりアル
デヒドを生成させ、或いは脱水縮合反応によりジメチル
エーテル等を生成させる。この揮発性の高い中間生成物
をエンジン1に供給することにより低温での始動性を向
上させる。エンジン始動後は、燃料の供給を燃料噴射弁
9からに切換える。The flame generated by the ignition device 13 is extinguished by the flame extinguisher 14, and the heated mixture is introduced into the catalyst device 15, where it effectively reacts with the catalyst layer. For example, in the case of methanol fuel, a decomposition reaction, Aldehyde is produced by a modification reaction, partial oxidation reaction, etc., or dimethyl ether etc. is produced by a dehydration condensation reaction. By supplying this highly volatile intermediate product to the engine 1, startability at low temperatures is improved. After starting the engine, the fuel supply is switched to from the fuel injection valve 9.
本発明においては、メタノール100%燃料の場合、低
温始動温度は一15℃以下となり、また、メタノール8
5%、ガン9フ15
合、低温始動温度は一25℃以下と改善させることがで
きた。In the present invention, in the case of 100% methanol fuel, the low temperature starting temperature is -15°C or less, and methanol 8
5%, gun 9f15, the low temperature starting temperature could be improved to below -25°C.
次に、第2図により本発明の他の実施例について説明す
る。本実施例においては、吸気管4番こ切換弁16によ
り切換え可能なノくイ,X+ス管4aを設け、このバイ
パス管4a内に超音波霧化装置12、点火装置13、消
炎器14および触媒装置15を配設している。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a nozzle, an A catalyst device 15 is provided.
本実施例においては、エンジン始動時は、切換弁16に
よりバイパス管4a内に空気が流れるようにして、超音
波霧化装置12、点火装置13、消炎器14および触媒
装置15にて燃料の中間生成物を生成し、エンジン始動
後は、切換弁16番こより吸気管4内に空気が流れるよ
うにするため、触媒装置15の耐久性を向上させること
ができる。In this embodiment, when starting the engine, the switching valve 16 causes air to flow into the bypass pipe 4a, and the ultrasonic atomizer 12, ignition device 13, flame extinguisher 14, and catalyst device After the product is generated and the engine is started, air flows into the intake pipe 4 through the switching valve 16, so that the durability of the catalyst device 15 can be improved.
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変更が可能である。Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made.
例えば、上記超音波霧化装置12、点火装置13、消炎
器14および触媒装置15を、吸気管の集合部に1組配
設するようにしてもよいし、各気筒毎の吸気管にそれぞ
れ配設するようにしてもよい。また、燃料としてガソリ
ンを用いてもよいし、火花点火エンジンに限定されず,
ディーゼルエンジンに適用してもよい。For example, the ultrasonic atomizer 12, the ignition device 13, the flame extinguisher 14, and the catalyst device 15 may be arranged as a set in a gathering part of the intake pipe, or they may be arranged in the intake pipe of each cylinder. You may also set it. Also, gasoline may be used as the fuel, and the engine is not limited to spark ignition engines.
It may also be applied to diesel engines.
[発明の効果コ
以上のように本発明によれば、エンジン始動時には、超
音波霧化装置にて霧化された燃料を燃焼、消炎した後、
加熱混合気を触媒装置に供給して揮発性の高い中間生成
物を生成するため、始動性の低い燃料を使用するエンジ
ンの低温始動を可能にし、かつ、始動時間の短縮、HC
エミッシeンの低減を可能にする。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, when starting an engine, after burning and extinguishing the fuel atomized by the ultrasonic atomizer,
The heated air-fuel mixture is supplied to the catalytic converter to generate highly volatile intermediate products, which enables low-temperature starting of engines that use fuel with low startability, shortens starting time, and improves HC.
Enables reduction of emission.
第1図は本発明の内燃機関の燃料供給方法の1実施例を
示す断面図、第2図は本発明の他の実施例を示す部分断
面図である。
1・・・エンジン、4・・・吸気管、9・・・燃料噴射
弁、12・・・超音波霧化装置、13・・・点火装置、
14・・・消炎器、15・・・触媒装置。
出 願 人 東燃株式会社 (外1名)代理人弁
理士 白 井 博 樹 (外7名)第2図FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of the fuel supply method for an internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Engine, 4... Intake pipe, 9... Fuel injection valve, 12... Ultrasonic atomization device, 13... Ignition device,
14...Flame extinguisher, 15...Catalyst device. Applicant: Tonen Corporation (1 other person) Representative patent attorney: Hiroki Shirai (7 others) Figure 2
Claims (2)
エンジンの吸気管に配設される超音波霧化装置および燃
料噴射弁と、該超音波霧化装置と燃料噴射弁との間に配
設される点火装置、消炎器および触媒装置とを有し、エ
ンジン始動時には、前記超音波霧化装置にて霧化された
燃料を燃焼、消炎した後、加熱混合気を前記触媒装置に
供給して揮発性の高い中間生成物を生成し、エンジン始
動後は前記燃料噴射弁から燃料を供給することを特徴と
する内燃機関の燃料供給方法。(1) In engines that use fuel with poor startability,
It includes an ultrasonic atomizer and a fuel injection valve disposed in an intake pipe of an engine, and an ignition device, a flame extinguisher, and a catalyst device disposed between the ultrasonic atomizer and the fuel injection valve. When starting the engine, the ultrasonic atomizer burns and extinguishes the atomized fuel, and then supplies the heated mixture to the catalyst device to generate a highly volatile intermediate product. A fuel supply method for an internal combustion engine, characterized in that fuel is supplied from the fuel injection valve.
を設け、該バイパス管内に前記超音波霧化装置、点火装
置、消炎器および触媒装置を配設することを特徴とする
請求項1に記載の内燃機関の燃料供給方法。(2) The intake pipe is provided with a bypass pipe that can be switched by a switching valve, and the ultrasonic atomizer, the ignition device, the flame extinguisher, and the catalyst device are arranged in the bypass pipe. Method of fueling the internal combustion engine described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2168023A JPH0458064A (en) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | Fuel supply method for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2168023A JPH0458064A (en) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | Fuel supply method for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458064A true JPH0458064A (en) | 1992-02-25 |
Family
ID=15860383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2168023A Pending JPH0458064A (en) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | Fuel supply method for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0458064A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6997142B2 (en) | 2003-01-28 | 2006-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine and method of operating internal combustion engine |
| US7150769B2 (en) | 2003-09-05 | 2006-12-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel reforming apparatus and method |
| JP2013189884A (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Nissan Motor Co Ltd | Reformed gas supply device |
-
1990
- 1990-06-26 JP JP2168023A patent/JPH0458064A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6997142B2 (en) | 2003-01-28 | 2006-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine and method of operating internal combustion engine |
| US7150769B2 (en) | 2003-09-05 | 2006-12-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel reforming apparatus and method |
| JP2013189884A (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Nissan Motor Co Ltd | Reformed gas supply device |
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