JPH0686847B2 - 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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- JPH0686847B2 JPH0686847B2 JP2192440A JP19244090A JPH0686847B2 JP H0686847 B2 JPH0686847 B2 JP H0686847B2 JP 2192440 A JP2192440 A JP 2192440A JP 19244090 A JP19244090 A JP 19244090A JP H0686847 B2 JPH0686847 B2 JP H0686847B2
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- Japan
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- water
- piston
- chamber
- cylinder
- water injection
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- 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
- 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
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- Water Supply & Treatment (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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。
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に噴射し、水の蒸発によ
りリ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60−84755号公報、実開
昭63−2855号公報、特開昭60−73036号公報参照）。
気管を介して或いは直接燃焼室に噴射し、水の蒸発によ
りリ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60−84755号公報、実開
昭63−2855号公報、特開昭60−73036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点を有
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点を有
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19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19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信号した番号は、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。
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。
［作用］ 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、水加圧装置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６
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、水加圧装置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６
内に噴射される。
［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、燃焼噴射弁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、燃焼噴射弁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。
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側壁は、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。
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側壁は、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。
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25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。
25内に形成される水通路26と、中空シリンダ25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7a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、28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7a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、28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る。
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、水加圧装置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６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10に戻る。
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、水加圧装置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６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10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図の水加圧装置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。
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。
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］ 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NOx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NOx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。
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。
Claims (2)
- 【請求項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。 - 【請求項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 JPH0481556A (ja) | 1992-03-16 |
| JPH0686847B2 true 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) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016200237B4 (de) | 2016-01-12 | 2022-01-20 | Ford Global Technologies, Llc | Direkteinspritzende aufgeladene Brennkraftmaschine mit Wassereinspritzung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine |
| EP3408529B1 (en) * | 2016-01-29 | 2020-03-04 | Wärtsilä Finland Oy | Water injector |
| DE102016205145A1 (de) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | Robert Bosch Gmbh | Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs |
| US9945310B1 (en) * | 2016-12-19 | 2018-04-17 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and system for adjusting engine water injection |
-
1990
- 1990-07-20 JP JP2192440A patent/JPH0686847B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0481556A (ja) | 1992-03-16 |
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