JPH0549810B2 - - Google Patents
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- JPH0549810B2 JPH0549810B2 JP61108708A JP10870886A JPH0549810B2 JP H0549810 B2 JPH0549810 B2 JP H0549810B2 JP 61108708 A JP61108708 A JP 61108708A JP 10870886 A JP10870886 A JP 10870886A JP H0549810 B2 JPH0549810 B2 JP H0549810B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust
- valve
- combustion chamber
- intake
- spray
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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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、特にセラミツ
クにて区画された燃焼室内の温度を管理して吸気
の充填効率を一定に保つて安定した燃焼特性を得
ることのできるデイーゼル機関に関する。
クにて区画された燃焼室内の温度を管理して吸気
の充填効率を一定に保つて安定した燃焼特性を得
ることのできるデイーゼル機関に関する。
一般に断熱エンジンには、ピストンの燃焼室の
内壁面を耐熱性材料でコーテイングしたもの、燃
焼室の一部を耐熱性材料にて形成したものが知ら
れており、耐熱性材料にはセラミツク等が用いら
れている。
内壁面を耐熱性材料でコーテイングしたもの、燃
焼室の一部を耐熱性材料にて形成したものが知ら
れており、耐熱性材料にはセラミツク等が用いら
れている。
このような断熱エンジンは、耐熱性材料を用い
ることによつて熱発散を抑えて熱効率を向上させ
ようとするものであるが、燃焼室内へ吸入された
空気が、その燃焼室の壁温からの受熱により膨張
されるため、シリンダ内の空気の質量が減少して
吸気の充填効率が低下し燃焼が不安定にるという
問題があつた。
ることによつて熱発散を抑えて熱効率を向上させ
ようとするものであるが、燃焼室内へ吸入された
空気が、その燃焼室の壁温からの受熱により膨張
されるため、シリンダ内の空気の質量が減少して
吸気の充填効率が低下し燃焼が不安定にるという
問題があつた。
このため本出願人は、先に断熱デイーゼル機関
（実開昭58−163634号公報）を提案している。
（実開昭58−163634号公報）を提案している。
第４図に示されるように、この提案はセラミツ
クにて区画形成された燃焼室ａ内に、燃料及び水
を噴射する噴射装置ｂを設けて断熱デイーゼル機
関を構成したものである。
クにて区画形成された燃焼室ａ内に、燃料及び水
を噴射する噴射装置ｂを設けて断熱デイーゼル機
関を構成したものである。
上記提案は、燃焼室を区画する壁面の温度を水
噴霧により低下させて空気の充填効率を良くしよ
うとしたものである。
噴霧により低下させて空気の充填効率を良くしよ
うとしたものである。
ところが、この提案のように噴射ポンプによつ
てノズルから水と燃料とを噴射させることは、コ
スト的に高価になると共に、ノズルに対向した燃
焼室の壁面が冷却されすぎたり、また、気化後の
蒸気が燃焼室内に残つてしまうために次のサイク
ルにおいて燃焼室の冷却が充分に行なわれないと
いう問題があつた。
てノズルから水と燃料とを噴射させることは、コ
スト的に高価になると共に、ノズルに対向した燃
焼室の壁面が冷却されすぎたり、また、気化後の
蒸気が燃焼室内に残つてしまうために次のサイク
ルにおいて燃焼室の冷却が充分に行なわれないと
いう問題があつた。
本発明は上記問題点を解消することを目的と
し、セラミツクにて区画形成される燃焼室に排気
通路から分岐された排ガス回収通路を接続すると
共にその回収通路内に上記燃焼室内に冷却噴霧を
供給する噴霧供給管を設け、この噴霧供給管及び
上記排ガス回収通路に排気弁が閉となる排気行程
の終端手前から吸気行程の初期までの間開かれる
開閉弁をそれぞれ設けたものである。
し、セラミツクにて区画形成される燃焼室に排気
通路から分岐された排ガス回収通路を接続すると
共にその回収通路内に上記燃焼室内に冷却噴霧を
供給する噴霧供給管を設け、この噴霧供給管及び
上記排ガス回収通路に排気弁が閉となる排気行程
の終端手前から吸気行程の初期までの間開かれる
開閉弁をそれぞれ設けたものである。
セラミツクにて区画された燃焼室は、始動時や
アイドリング時にあつても速やかに昇温される。
噴霧供給管及び排ガス回収通路を開閉する開閉弁
は、それぞれ排気弁が閉となる排気行程の終端手
前から吸気行程の初期までの間開かれている。こ
のため、噴霧供給管から燃焼室内へ供給された冷
却噴霧は、燃焼室を形成する壁面の表面から一様
に熱を奪つて気化膨張し燃焼室内雰囲気の温度を
下げる。
アイドリング時にあつても速やかに昇温される。
噴霧供給管及び排ガス回収通路を開閉する開閉弁
は、それぞれ排気弁が閉となる排気行程の終端手
前から吸気行程の初期までの間開かれている。こ
のため、噴霧供給管から燃焼室内へ供給された冷
却噴霧は、燃焼室を形成する壁面の表面から一様
に熱を奪つて気化膨張し燃焼室内雰囲気の温度を
下げる。
一方、排気弁が閉じられたときは、排気弁の背
面に排気の流体慣性が作用して排気通路の排気弁
側が排ガス回収通路に対して低圧となる。このた
め、この圧力差によつて燃焼室のガスが排ガス回
収管を介して排気通路へと導かれ排気通路から外
部へと排出される。
面に排気の流体慣性が作用して排気通路の排気弁
側が排ガス回収通路に対して低圧となる。このた
め、この圧力差によつて燃焼室のガスが排ガス回
収管を介して排気通路へと導かれ排気通路から外
部へと排出される。
以下本発明のデイーゼル機関の好適一実施例を
添付図面に基づいて説明する。
添付図面に基づいて説明する。
第１図に示す１はシリンダボデイ、２はシリン
ダヘツドである。図示されるようにシリンダボデ
イ１内には、円筒状に複数のシリンダ３が並設さ
れており、各シリンダ３には、シリンダヘツド２
側が閉塞された円筒状のシリンダライナ４が一体
的に嵌合されている。このシリンダライナ４内に
は、そのライナ４の内壁４ａ（以下ライナ内壁と
略す）に沿つて円筒状のピストン５が往復動自在
に収容されている。ピストン５の周側部には複数
のピストンリング６が嵌合され、これらピストン
リング６がライナ内壁４ａとピストン５との間に
所定のクリアランスを形成している。また、ピス
トン５のピストン頂部７には、その頂部７より軸
方向に窪ませられて燃料が供給されるキヤビテイ
８が形成されている。本実施例にあつてそのキヤ
ビテイ８は底部の中央が隆起されたトロイダル形
のキヤビテイ８となつている。
ダヘツドである。図示されるようにシリンダボデ
イ１内には、円筒状に複数のシリンダ３が並設さ
れており、各シリンダ３には、シリンダヘツド２
側が閉塞された円筒状のシリンダライナ４が一体
的に嵌合されている。このシリンダライナ４内に
は、そのライナ４の内壁４ａ（以下ライナ内壁と
略す）に沿つて円筒状のピストン５が往復動自在
に収容されている。ピストン５の周側部には複数
のピストンリング６が嵌合され、これらピストン
リング６がライナ内壁４ａとピストン５との間に
所定のクリアランスを形成している。また、ピス
トン５のピストン頂部７には、その頂部７より軸
方向に窪ませられて燃料が供給されるキヤビテイ
８が形成されている。本実施例にあつてそのキヤ
ビテイ８は底部の中央が隆起されたトロイダル形
のキヤビテイ８となつている。
シリンダライナ４及びピストン５はセラミツク
にて形成され、そのライナ内壁４ａ及びピストン
頂部７、キヤビテイ８にて断熱性の高い燃焼室９
が形成される。
にて形成され、そのライナ内壁４ａ及びピストン
頂部７、キヤビテイ８にて断熱性の高い燃焼室９
が形成される。
さて、本発明のデイーゼル機関の特長とすると
ころは、断熱性の高い燃焼室へ供給する吸気の充
填効率を高めて燃焼性を向上させることにある。
ころは、断熱性の高い燃焼室へ供給する吸気の充
填効率を高めて燃焼性を向上させることにある。
そこで燃焼室の吸排気系が以下のように構成さ
れる。
れる。
第１図、第２図に示すように、シリンダライナ
４を閉塞するシリンダヘツド２側の閉塞部４ｂに
は、吸気口１０と排気口１１とが並設して開口さ
れており、その吸・排気口１０，１１の間で且つ
シリンダライナ４の外周側に位置させて供給口２
１が開口されている。本実施例にあつてこれらの
開口径は、吸気口＞排気口＞供給口の順となつて
いる。一方、シリンダヘツド２側には、そのシリ
ンダヘツド２内に、吸・排気通路１２，１３がそ
れぞれ形成され、これら吸・排気通路１２，１３
が上記吸・排気口１０，１１にそれぞれ接続さる
ようになつている。また、シリンダヘツド２内に
は、上記排気通路１３の下流側で分岐されて上記
給排口２１に接続される排ガス回収通路１４が形
成されている。
４を閉塞するシリンダヘツド２側の閉塞部４ｂに
は、吸気口１０と排気口１１とが並設して開口さ
れており、その吸・排気口１０，１１の間で且つ
シリンダライナ４の外周側に位置させて供給口２
１が開口されている。本実施例にあつてこれらの
開口径は、吸気口＞排気口＞供給口の順となつて
いる。一方、シリンダヘツド２側には、そのシリ
ンダヘツド２内に、吸・排気通路１２，１３がそ
れぞれ形成され、これら吸・排気通路１２，１３
が上記吸・排気口１０，１１にそれぞれ接続さる
ようになつている。また、シリンダヘツド２内に
は、上記排気通路１３の下流側で分岐されて上記
給排口２１に接続される排ガス回収通路１４が形
成されている。
他方、シリンダライナ４の上記各通路１２，１
３，１４が接続される吸・排気口１０，１１及び
供給口２１のキヤビテイ８側は、円筒状に拡径さ
れており、それら拡径部には、バルブシート１
５，１６，１７が一体的に嵌合される。シリンダ
ヘツド２内には、吸気弁１８、排気弁１９及び第
１の開閉弁２０が往復動自在に収容されており、
吸気弁１８が吸気口１０のバルブシート１５に、
排気弁１９が排気口１１のバルブシート１６に、
第１の開閉弁２０が給排口２１のバルブシート１
７に、それぞれ係合離脱するようになつており、
上記燃焼室９を開閉するように構成されている。
３，１４が接続される吸・排気口１０，１１及び
供給口２１のキヤビテイ８側は、円筒状に拡径さ
れており、それら拡径部には、バルブシート１
５，１６，１７が一体的に嵌合される。シリンダ
ヘツド２内には、吸気弁１８、排気弁１９及び第
１の開閉弁２０が往復動自在に収容されており、
吸気弁１８が吸気口１０のバルブシート１５に、
排気弁１９が排気口１１のバルブシート１６に、
第１の開閉弁２０が給排口２１のバルブシート１
７に、それぞれ係合離脱するようになつており、
上記燃焼室９を開閉するように構成されている。
さて、排ガス回収通路１４には、その通路１４
の分岐部より上流部に開口穴２２が形成されてお
り、その開口穴２２には、その開口穴２２から挿
通されて上記給排口２１に至る噴霧供給管２３が
延出されている。噴霧供給管２３と開口穴２２と
の間は気密に嵌合される。また、その開口穴２２
より上流側の噴霧供給管２３には、その上流側に
向つて順次第２の開閉弁２４、冷却噴霧発生装置
２５、送風機２６が順に設けられている。冷却噴
霧発生装置２５は、冷却媒体、例えば水等を圧電
素子等によつて加振して噴霧化し、その噴霧を噴
霧供給管２３内へ供給するように構成されてお
り、送風機２６は第２の開閉弁２４が閉じられて
いるときのも、噴霧供給管２３内を負荷と回転数
に応じて高圧に保つように構成されている。
の分岐部より上流部に開口穴２２が形成されてお
り、その開口穴２２には、その開口穴２２から挿
通されて上記給排口２１に至る噴霧供給管２３が
延出されている。噴霧供給管２３と開口穴２２と
の間は気密に嵌合される。また、その開口穴２２
より上流側の噴霧供給管２３には、その上流側に
向つて順次第２の開閉弁２４、冷却噴霧発生装置
２５、送風機２６が順に設けられている。冷却噴
霧発生装置２５は、冷却媒体、例えば水等を圧電
素子等によつて加振して噴霧化し、その噴霧を噴
霧供給管２３内へ供給するように構成されてお
り、送風機２６は第２の開閉弁２４が閉じられて
いるときのも、噴霧供給管２３内を負荷と回転数
に応じて高圧に保つように構成されている。
次に、上記吸・排気弁１８，１９及び第１、第
２の開閉弁２０，２４の開閉時期について第３図
に基づいて説明する。
２の開閉弁２０，２４の開閉時期について第３図
に基づいて説明する。
図において破線，はそれぞれ従来の吸・排
気弁の開閉時期とリフトを示し、実線，はそ
れぞれ本実施例の吸・排気弁１８，１９の開閉時
期とリフトとを示し、二点鎖線は第１の開閉弁
２０の開閉時期とリフトとを示している。
気弁の開閉時期とリフトを示し、実線，はそ
れぞれ本実施例の吸・排気弁１８，１９の開閉時
期とリフトとを示し、二点鎖線は第１の開閉弁
２０の開閉時期とリフトとを示している。
図示されるように、本実施例の吸気弁１８は、
従来の吸気弁と同様にTDC位置（上死点位置）
より手前位置で開きBDC位置（下死点位置）よ
り後に閉じるように設定され、排気弁１９は、
BDC前位置手位置で開かれTDC位置手前位置で
閉じられるようになつている。吸気弁１８の開時
期と排気弁１９との閉時期とは略一致するように
なつている。第１の開閉弁２０及び第２の開閉弁
２４は、排気弁１９が閉となる排気行程の終端よ
り僅か手前から吸気弁１８が開いている吸気行程
の初期までの間開くようになつている。
従来の吸気弁と同様にTDC位置（上死点位置）
より手前位置で開きBDC位置（下死点位置）よ
り後に閉じるように設定され、排気弁１９は、
BDC前位置手位置で開かれTDC位置手前位置で
閉じられるようになつている。吸気弁１８の開時
期と排気弁１９との閉時期とは略一致するように
なつている。第１の開閉弁２０及び第２の開閉弁
２４は、排気弁１９が閉となる排気行程の終端よ
り僅か手前から吸気弁１８が開いている吸気行程
の初期までの間開くようになつている。
以下に本発明のデイーゼル機関の実施例の作用
を添付図面に基づいて説明する。
を添付図面に基づいて説明する。
燃焼室９は、セラミツクにより区画され、断熱
性が高められている。このため、大気温度が極低
温であつても燃焼室９内の温度は速やかに上昇す
る。
性が高められている。このため、大気温度が極低
温であつても燃焼室９内の温度は速やかに上昇す
る。
機関がアドリング運転から高回転高負荷側に移
行すると燃焼室９の温度は高くなつて吸気の充填
効率は低下することになるが、本実施例にあつて
は、第１の開閉弁２０及び第２の開閉弁２４が開
閉されることにより安定した充填効率が得られる
ようになつている。
行すると燃焼室９の温度は高くなつて吸気の充填
効率は低下することになるが、本実施例にあつて
は、第１の開閉弁２０及び第２の開閉弁２４が開
閉されることにより安定した充填効率が得られる
ようになつている。
すなわち、第３図に示すように、排気弁１９が
閉となる排気行程の終端の僅か手前から吸気弁１
８が開かれている吸気行程の初期までの間、第１
の開閉弁２０及び第２の開閉弁２４が開かれてい
るため、燃焼室９には、高圧の空気と共に冷却噴
霧が供給される。冷却噴霧は、ライナ内壁４ａに
沿つて燃焼室９内を旋回し、ライナ内壁４ａ及び
キヤビテイ８の表面から熱を奪つて気化膨張す
る。第１の開閉弁２０及び第２の開閉弁２４が開
かれているときに排気弁１９が閉じられると、排
気弁１９の背面には排気の流体慣性が作用する。
このため、排気弁１９の背面側が減圧され、排気
通路１３の圧力は、排ガス回収通路１４より低圧
となる。ゆえに、燃焼室９の膨張ガスは、排ガス
回収通路１４を介して排気通路１３へと導かれこ
れより外部へと排出される。
閉となる排気行程の終端の僅か手前から吸気弁１
８が開かれている吸気行程の初期までの間、第１
の開閉弁２０及び第２の開閉弁２４が開かれてい
るため、燃焼室９には、高圧の空気と共に冷却噴
霧が供給される。冷却噴霧は、ライナ内壁４ａに
沿つて燃焼室９内を旋回し、ライナ内壁４ａ及び
キヤビテイ８の表面から熱を奪つて気化膨張す
る。第１の開閉弁２０及び第２の開閉弁２４が開
かれているときに排気弁１９が閉じられると、排
気弁１９の背面には排気の流体慣性が作用する。
このため、排気弁１９の背面側が減圧され、排気
通路１３の圧力は、排ガス回収通路１４より低圧
となる。ゆえに、燃焼室９の膨張ガスは、排ガス
回収通路１４を介して排気通路１３へと導かれこ
れより外部へと排出される。
したがつて、燃焼室９の断熱性能を損ねること
なく燃焼室内雰囲気温度を下げることができ、気
化後の冷却噴霧即ち熱気を残すことなく排ガス回
収通路１４を介して排気通路１３へと排出するこ
とができ、吸気の充填効率を改善することができ
る。
なく燃焼室内雰囲気温度を下げることができ、気
化後の冷却噴霧即ち熱気を残すことなく排ガス回
収通路１４を介して排気通路１３へと排出するこ
とができ、吸気の充填効率を改善することができ
る。
以上説明したことから明らかなように本発明に
よれば、燃焼室の断熱性能を損ねることなく燃焼
室内雰囲気温度を下げて吸気の充填効率を高める
ことができ、そして膨張ガスを燃焼室に残すこと
なく外部に排出することができる。
よれば、燃焼室の断熱性能を損ねることなく燃焼
室内雰囲気温度を下げて吸気の充填効率を高める
ことができ、そして膨張ガスを燃焼室に残すこと
なく外部に排出することができる。
第１図は本発明のデイーゼル機関の好適一実施
例を示す概略断面図、第２図は第１図の上面図、
第３図は吸・排気弁及び第１の開閉弁並びに第２
の開閉弁の開閉時期とリフト量を示す図、第４図
は従来の断熱デイーゼル機関を示す図である。 図中、１はシリンダボデイ、２はシリンダヘツ
ド、９は燃焼室、１４は排ガス回収通路、２０は
第１の開閉弁、２３は噴霧供給管、２４は第２の
開閉弁、２５は冷却噴霧発生装置である。
例を示す概略断面図、第２図は第１図の上面図、
第３図は吸・排気弁及び第１の開閉弁並びに第２
の開閉弁の開閉時期とリフト量を示す図、第４図
は従来の断熱デイーゼル機関を示す図である。 図中、１はシリンダボデイ、２はシリンダヘツ
ド、９は燃焼室、１４は排ガス回収通路、２０は
第１の開閉弁、２３は噴霧供給管、２４は第２の
開閉弁、２５は冷却噴霧発生装置である。
Claims (1)
- １ セラミツクにて区画形成される燃焼室に排気
通路から分岐された排ガス回収通路を接続すると
共にその排ガス回収通路内に上記燃焼室内に冷却
噴霧を供給する噴霧供給管を設け、該噴霧供給管
及び上記排ガス回収通路に排気弁が閉となる排気
行程の終端手前から吸気行程の初期までの間開か
れる開閉弁をそれぞれ設け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 |
|---|---|---|---|
| JP61108708A JPS62267521A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | デイーゼル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61108708A JPS62267521A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | デイーゼル機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62267521A JPS62267521A (ja) | 1987-11-20 |
| JPH0549810B2 true JPH0549810B2 (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=14491587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61108708A Granted JPS62267521A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | デイーゼル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62267521A (ja) |
-
1986
- 1986-05-14 JP JP61108708A patent/JPS62267521A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62267521A (ja) | 1987-11-20 |
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