JPH0481556A - 内燃機関の水噴射装置 - Google Patents
内燃機関の水噴射装置Info
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- JPH0481556A JPH0481556A JP2192440A JP19244090A JPH0481556A JP H0481556 A JPH0481556 A JP H0481556A JP 2192440 A JP2192440 A JP 2192440A JP 19244090 A JP19244090 A JP 19244090A JP H0481556 A JPH0481556 A JP H0481556A
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- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 33
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
- F02M25/025—Adding water
- F02M25/03—Adding water into the cylinder or the pre-combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
- F02M25/0221—Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
- F02M25/0225—Water atomisers or mixers, e.g. using ultrasonic waves
-
- 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
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、ＮＯＸを低減させるための内燃機関の水噴射
装置に関する。
装置に関する。
［従来の技術］
従来、内燃機関とくにディーゼル機関において、水を吸
気管を介して或いは直接燃焼室内に噴射し、水の蒸発に
よりりンダ内燃焼温度を低下させ、また、水蒸気による
吸気の希釈により、局部的に酸素不足の状態を生じせし
め、ＮＯｘの低減を図る技術が知られている（例えば、
実開昭５８−１３９５６６号公報、実開昭６０−８４７
５５号公報、実開昭６３−２８５５号公報、特開昭８０
−７３０３６号公報参照）。
気管を介して或いは直接燃焼室内に噴射し、水の蒸発に
よりりンダ内燃焼温度を低下させ、また、水蒸気による
吸気の希釈により、局部的に酸素不足の状態を生じせし
め、ＮＯｘの低減を図る技術が知られている（例えば、
実開昭５８−１３９５６６号公報、実開昭６０−８４７
５５号公報、実開昭６３−２８５５号公報、特開昭８０
−７３０３６号公報参照）。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記従来の技術においては、負荷の変化
に応じた水噴射量の制御が困難であるという問題を有し
ている。また、エンジンおよび水噴射ノズルにおける錆
の発生や水の凍結により、耐久性が低下するとともに、
水によりエンジンオイルが希釈されるという問題を有し
ている。
に応じた水噴射量の制御が困難であるという問題を有し
ている。また、エンジンおよび水噴射ノズルにおける錆
の発生や水の凍結により、耐久性が低下するとともに、
水によりエンジンオイルが希釈されるという問題を有し
ている。
本発明は上記問題を解決するものであって、シリンダ内
圧力（温度）が所定値以上のときのみシリンダ内に水を
噴射し、必要なときのみ燃焼温度を低下させてＮＯｘを
低減させることができ、エンジンの錆の発生およびエン
ジンオイルの希釈を防止することができる内燃機関の水
噴射装置を提供することを目的とする。
圧力（温度）が所定値以上のときのみシリンダ内に水を
噴射し、必要なときのみ燃焼温度を低下させてＮＯｘを
低減させることができ、エンジンの錆の発生およびエン
ジンオイルの希釈を防止することができる内燃機関の水
噴射装置を提供することを目的とする。
［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水噴射装置は、シリンダ
ヘッド５内に形成される水供給路１６、水加圧室１８お
よびピストン室１９と、水加圧室１８の水供給側に設け
られる逆止弁２３と、前記水加圧室１８とピストン室１
９内に摺動自在に嵌合される水加圧用ピストン２４と、
前記水加圧室１８内の水をシリンダ３内に噴射可能にす
る水噴射ノズル装置１３とを有し、前記水加圧用ピスト
ン２４は、水加圧室１８側端の受圧面積よりもシリンダ
３側端の受圧面積が犬になるように形成し、シリンダ内
圧力が所定値以上のときに水加圧用ピストン２４を作動
させることを特徴とする。
ヘッド５内に形成される水供給路１６、水加圧室１８お
よびピストン室１９と、水加圧室１８の水供給側に設け
られる逆止弁２３と、前記水加圧室１８とピストン室１
９内に摺動自在に嵌合される水加圧用ピストン２４と、
前記水加圧室１８内の水をシリンダ３内に噴射可能にす
る水噴射ノズル装置１３とを有し、前記水加圧用ピスト
ン２４は、水加圧室１８側端の受圧面積よりもシリンダ
３側端の受圧面積が犬になるように形成し、シリンダ内
圧力が所定値以上のときに水加圧用ピストン２４を作動
させることを特徴とする。
なお、上記構成に付加した番号は、理解を容品にするた
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。
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。
［作用コ
本発明においては例えば第１図に示すように、水加圧室
１８内に水が供給されている状態でピストン１が上昇し
シリンダ３圧力が所定値以上になると、水加工装置１２
内の水加圧用ピストン２４がスプリング２５に打ち勝っ
て上昇するため、水加圧室１８の水圧により逆止弁２３
は閉じ、加圧された水は水供給路１７から水噴射ノズル
装置１３の水通路２６を経て水噴射ノズル２７ａからシ
リンダ３内の燃焼室θ内に噴射される。
１８内に水が供給されている状態でピストン１が上昇し
シリンダ３圧力が所定値以上になると、水加工装置１２
内の水加圧用ピストン２４がスプリング２５に打ち勝っ
て上昇するため、水加圧室１８の水圧により逆止弁２３
は閉じ、加圧された水は水供給路１７から水噴射ノズル
装置１３の水通路２６を経て水噴射ノズル２７ａからシ
リンダ３内の燃焼室θ内に噴射される。
［実施例コ
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。第
１図は本発明に係わる内燃機関の水噴射装置の１実施例
を示す断面図である。
１図は本発明に係わる内燃機関の水噴射装置の１実施例
を示す断面図である。
第１図において、１はピストン、２はピストンリング、
３はシリンダ、４はガスケット、５はシリンダヘッドを
示し、ピストン１の頂部には燃焼室６が形成され、シリ
ンダヘッド５には、燃料噴射弁７および水噴射装置９が
取付けられる。
３はシリンダ、４はガスケット、５はシリンダヘッドを
示し、ピストン１の頂部には燃焼室６が形成され、シリ
ンダヘッド５には、燃料噴射弁７および水噴射装置９が
取付けられる。
水噴射装置９は、水タンク１０、給水ポンプ１１、水加
圧装置１２および水噴射ノズル装置１３からなり、配管
１４．１５により連結されている。
圧装置１２および水噴射ノズル装置１３からなり、配管
１４．１５により連結されている。
シリンダヘッド５内には、水供給路１６．１７水加圧室
１８、ピストン室１９および排気路２０が形成され、水
加圧室１８の上部には、弁座２１が固定されるとともに
、該弁座２１にスプリング２２を介して逆止弁２３が取
付けられる。また、前記水加圧室１８とピストン室１９
内には、水加圧用ピストン２４が摺動自在に嵌合され、
スプリング２５によりシリンダ３側に付勢されるととも
に、水加圧用ピストン２４のシリンダ３側端は、シリン
ダヘッド５に支持されている。該水加圧用ピストン２４
は、水加圧室１８側端の受圧面積よりもシリンダ３側端
の受圧面積が大になるように形成されている。
１８、ピストン室１９および排気路２０が形成され、水
加圧室１８の上部には、弁座２１が固定されるとともに
、該弁座２１にスプリング２２を介して逆止弁２３が取
付けられる。また、前記水加圧室１８とピストン室１９
内には、水加圧用ピストン２４が摺動自在に嵌合され、
スプリング２５によりシリンダ３側に付勢されるととも
に、水加圧用ピストン２４のシリンダ３側端は、シリン
ダヘッド５に支持されている。該水加圧用ピストン２４
は、水加圧室１８側端の受圧面積よりもシリンダ３側端
の受圧面積が大になるように形成されている。
前記したスプリング２５のばね力は、シリンダ３内の圧
力が所定値に達すると、すなわちシリンダ３内圧力を検
知して、水加圧用ピストン２４が上昇するように設定す
る。
力が所定値に達すると、すなわちシリンダ３内圧力を検
知して、水加圧用ピストン２４が上昇するように設定す
る。
水噴射ノズル装置１３は、中空シリンダ２５と、該シリ
ンダ２５内に形成される水通路２６と、中空シリンダ２
５内に摺動可能に設けられるスプール２７と、該スプー
ル２７の先端側に形成される水噴射ノズル２７ａとを有
し、水供給路１７から中空シリンダ２５内の水通路２６
内に水が供給されると、スプール２７が摺動し水噴射ノ
ズル２７ａから水が燃焼室６内に噴射するように構成し
ている。
ンダ２５内に形成される水通路２６と、中空シリンダ２
５内に摺動可能に設けられるスプール２７と、該スプー
ル２７の先端側に形成される水噴射ノズル２７ａとを有
し、水供給路１７から中空シリンダ２５内の水通路２６
内に水が供給されると、スプール２７が摺動し水噴射ノ
ズル２７ａから水が燃焼室６内に噴射するように構成し
ている。
第２図は燃焼室上部に配置される構成部材の模式図を示
し、燃料噴射弁７の燃料噴射ノズル７ａは、燃焼室６の
中心部に対向して配置されるとともに、該噴射ノズル７
ａと離れた位置に水噴射装置９の水噴射ノズル２７ａお
よび水加圧用ピストン２４が配置されている。なお、２
８は排気弁、２９は吸気弁の位置を示している。
し、燃料噴射弁７の燃料噴射ノズル７ａは、燃焼室６の
中心部に対向して配置されるとともに、該噴射ノズル７
ａと離れた位置に水噴射装置９の水噴射ノズル２７ａお
よび水加圧用ピストン２４が配置されている。なお、２
８は排気弁、２９は吸気弁の位置を示している。
上記構成からなる本発明の作用について説明す水供給ポ
ンプ１１により、水タンク１０の水は、配管１４、水供
給路１６、逆止弁２３を経て水加圧室１８内に供給され
ている。この状態でピストン１が上昇しシリンダ３圧力
が所定値以上になると、水加工装置１２内の水加圧用ピ
ストン２４がスプリング２５に打ち勝って上昇する。こ
のとき、ピストン室１９のエアは排気路２０から排出さ
れる。その結果、水加圧室１８の水圧により逆止弁２３
は閉じ、加圧された水は水供給路１７から水噴射ノズル
装置１３の水通路２６を経て水噴射ノズル２７ａからシ
リンダ３内の燃焼室θ内に噴射される。余った水は水噴
射ノズル装置１３の上部から配管１５を経て水タンク１
０に戻る。
ンプ１１により、水タンク１０の水は、配管１４、水供
給路１６、逆止弁２３を経て水加圧室１８内に供給され
ている。この状態でピストン１が上昇しシリンダ３圧力
が所定値以上になると、水加工装置１２内の水加圧用ピ
ストン２４がスプリング２５に打ち勝って上昇する。こ
のとき、ピストン室１９のエアは排気路２０から排出さ
れる。その結果、水加圧室１８の水圧により逆止弁２３
は閉じ、加圧された水は水供給路１７から水噴射ノズル
装置１３の水通路２６を経て水噴射ノズル２７ａからシ
リンダ３内の燃焼室θ内に噴射される。余った水は水噴
射ノズル装置１３の上部から配管１５を経て水タンク１
０に戻る。
第３図は本発明の他の実施例を示す内燃機関の一部断面
図である。なお、第１図の実施例と同一の構成について
は同一番号を付けて説明を省略する。
図である。なお、第１図の実施例と同一の構成について
は同一番号を付けて説明を省略する。
本実施例においては、第１図の水加工装置１２と水噴射
ノズル装置１３を一体に形成した例を示している。
ノズル装置１３を一体に形成した例を示している。
すなわち、水加圧用ピストン２４の先端に水噴射ノズル
２７ａを形成し、水加圧用ピストン２４内には、スプリ
ング３０により付勢されるスプール２７を設けると共に
、水加圧用ピストン２４内に水加圧室１８と水噴射ノズ
ル間２７ａを連通させる水通路２６を形成している。水
加圧用ピストン２４とシリンダヘッド５の間には、Ｏリ
ング３３が配置されている。また、スプリング３０が配
設されている室３１は、通路３２、配管１５を経て水タ
ンク１０に接続されている。
２７ａを形成し、水加圧用ピストン２４内には、スプリ
ング３０により付勢されるスプール２７を設けると共に
、水加圧用ピストン２４内に水加圧室１８と水噴射ノズ
ル間２７ａを連通させる水通路２６を形成している。水
加圧用ピストン２４とシリンダヘッド５の間には、Ｏリ
ング３３が配置されている。また、スプリング３０が配
設されている室３１は、通路３２、配管１５を経て水タ
ンク１０に接続されている。
［発明の効果コ
以上のように本発明によれば、シリンダ内圧力（温度）
が所定値以上のときのみシリンダ内に水を噴射し、必要
なときのみ燃焼温度を低下させてＮ Ｏｘを低減させる
ようにするため、エンジンの錆の発生およびエンジンオ
イルの希釈を防止することができる。
が所定値以上のときのみシリンダ内に水を噴射し、必要
なときのみ燃焼温度を低下させてＮ Ｏｘを低減させる
ようにするため、エンジンの錆の発生およびエンジンオ
イルの希釈を防止することができる。
第１図は本発明に係わる内燃機関の水噴射装置の１実施
例を示す断面図、第２図は燃焼室上部に配置される構成
部材の模式図、第３図は本発明の他の実施例を示す内燃
機関の一部断面図である。 ３・・・シリンダ、５・・・シリンダヘッド、１３・・
・水噴射ノズル装置、１６・・・水供給路、１８・・・
水加圧室、 １９・・・ピストン室、２３・・・逆止弁
、２４・・・水加圧用ピストン。 第２図 出 願 人 株式会社 新燃焼システム研究所代理人
弁理士 白 井 博 樹（外７名）１′
例を示す断面図、第２図は燃焼室上部に配置される構成
部材の模式図、第３図は本発明の他の実施例を示す内燃
機関の一部断面図である。 ３・・・シリンダ、５・・・シリンダヘッド、１３・・
・水噴射ノズル装置、１６・・・水供給路、１８・・・
水加圧室、 １９・・・ピストン室、２３・・・逆止弁
、２４・・・水加圧用ピストン。 第２図 出 願 人 株式会社 新燃焼システム研究所代理人
弁理士 白 井 博 樹（外７名）１′
Claims (2)
- （１）シリンダヘッド内に形成される水供給路、水加圧
室およびピストン室と、前記水加圧室の水供給側に設け
られる逆止弁と、前記水加圧室とピストン室内に摺動自
在に嵌合される水加圧用ピストンと、前記水加圧室内の
水をシリンダ内に噴射可能にする水噴射ノズル装置とを
有し、前記水加圧用ピストンは、前記水加圧室側端の受
圧面積よりもシリンダ側端の受圧面積が大になるように
形成し、シリンダ内圧力が所定値以上のときに水加圧用
ピストンを作動させることを特徴とする内燃機関の水噴
射装置。 - （２）前記水噴射ノズル装置を水加圧用ピストン内に設
けることを特徴とする請求項第１項記載の内燃機関の水
噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2192440A JPH0686847B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 内燃機関の水噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2192440A JPH0686847B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 内燃機関の水噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481556A true JPH0481556A (ja) | 1992-03-16 |
| JPH0686847B2 JPH0686847B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=16291342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2192440A Expired - Lifetime JPH0686847B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 内燃機関の水噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686847B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017129853A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Wärtsilä Finland Oy | Water injector |
| CN108204274A (zh) * | 2016-12-19 | 2018-06-26 | 福特环球技术公司 | 用于调节发动机水喷射的方法和系统 |
| CN108884786A (zh) * | 2016-03-29 | 2018-11-23 | 罗伯特·博世有限公司 | 车辆内燃机的水喷射设备 |
| US10458365B2 (en) | 2016-01-12 | 2019-10-29 | Ford Global Technologies, Llc | Direct-injection supercharged internal combustion engine having water injection, and method for operating an internal combustion engine of this type |
-
1990
- 1990-07-20 JP JP2192440A patent/JPH0686847B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10458365B2 (en) | 2016-01-12 | 2019-10-29 | Ford Global Technologies, Llc | Direct-injection supercharged internal combustion engine having water injection, and method for operating an internal combustion engine of this type |
| WO2017129853A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Wärtsilä Finland Oy | Water injector |
| CN108884786A (zh) * | 2016-03-29 | 2018-11-23 | 罗伯特·博世有限公司 | 车辆内燃机的水喷射设备 |
| CN108204274A (zh) * | 2016-12-19 | 2018-06-26 | 福特环球技术公司 | 用于调节发动机水喷射的方法和系统 |
| CN108204274B (zh) * | 2016-12-19 | 2021-09-10 | 福特环球技术公司 | 用于调节发动机水喷射的方法和系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0686847B2 (ja) | 1994-11-02 |
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