JPH10196508A - 内燃機関及び燃焼開始制御方法 - Google Patents
内燃機関及び燃焼開始制御方法Info
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- JPH10196508A JPH10196508A JP523997A JP523997A JPH10196508A JP H10196508 A JPH10196508 A JP H10196508A JP 523997 A JP523997 A JP 523997A JP 523997 A JP523997 A JP 523997A JP H10196508 A JPH10196508 A JP H10196508A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3035—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
- F02D41/3041—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode with means for triggering compression ignition, e.g. spark plug
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P23/00—Other ignition
- F02P23/04—Other physical ignition means, e.g. using laser rays
-
- 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
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- F02B1/12—Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所望の時期に着実に燃焼を開始させることが
できるとともに希薄空燃比でも多点燃焼開始により円滑
に燃焼を完了でき、低燃費・高効率で低エミッションを
達成できる内燃機関を提供する。 【解決手段】 気筒２とシリンダヘッド４とピストン３
にて形成される燃焼室５内に高温高圧の混合気を形成
し、燃焼開始手段にて混合気を燃焼させる内燃機関１に
おいて、燃焼開始手段を、波長がほぼＯＨ基又はＣＨ基
の励起バンドのレーザー光を出力するレーザー源１１に
て構成した。
できるとともに希薄空燃比でも多点燃焼開始により円滑
に燃焼を完了でき、低燃費・高効率で低エミッションを
達成できる内燃機関を提供する。 【解決手段】 気筒２とシリンダヘッド４とピストン３
にて形成される燃焼室５内に高温高圧の混合気を形成
し、燃焼開始手段にて混合気を燃焼させる内燃機関１に
おいて、燃焼開始手段を、波長がほぼＯＨ基又はＣＨ基
の励起バンドのレーザー光を出力するレーザー源１１に
て構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に関し、特
にレーザー光による燃焼開始手段を備えた内燃機関及び
その燃焼開始制御方法に関するものである。
にレーザー光による燃焼開始手段を備えた内燃機関及び
その燃焼開始制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の通常のガソリン内燃機関において
は、シリンダヘッドとピストンにより区画された気筒内
に吸気と燃料を必要に応じて予混合して導入し、ピスト
ンの上動により圧縮することにより、着火時期より十分
に早い時期に燃料噴射を完了して着火時期には燃料と空
気が比較的均質に混合された高温高圧の混合気を形成
し、圧縮端近傍で点火プラグにより火花点火で着火し、
その着火を起点として燃焼室内を火炎が伝播してゆくこ
とで混合気の燃焼を完了するようにしており、点火時期
により圧力発生を制御している。
は、シリンダヘッドとピストンにより区画された気筒内
に吸気と燃料を必要に応じて予混合して導入し、ピスト
ンの上動により圧縮することにより、着火時期より十分
に早い時期に燃料噴射を完了して着火時期には燃料と空
気が比較的均質に混合された高温高圧の混合気を形成
し、圧縮端近傍で点火プラグにより火花点火で着火し、
その着火を起点として燃焼室内を火炎が伝播してゆくこ
とで混合気の燃焼を完了するようにしており、点火時期
により圧力発生を制御している。
【０００３】また、ピストンによる圧縮端近傍で筒内に
燃料を直噴するとともに、点火プラグで火花点火するも
のも提案されている。
燃料を直噴するとともに、点火プラグで火花点火するも
のも提案されている。
【０００４】また、例えば特開平７−３３２１４１号公
報等に開示されているように、燃料を予混合して均質な
混合気を形成しかつ圧縮端で自着火燃焼するようにした
高圧縮比の予混合自着火内燃機関も提案されており、実
現できると空燃比が希薄であっても多点着火により一斉
に燃焼が完了し、燃費性能が高くかつＮＯｘ排出濃度が
非常に低い（１０ｐｐｍ程度）、高効率・低エミッショ
ン機関が得られる。
報等に開示されているように、燃料を予混合して均質な
混合気を形成しかつ圧縮端で自着火燃焼するようにした
高圧縮比の予混合自着火内燃機関も提案されており、実
現できると空燃比が希薄であっても多点着火により一斉
に燃焼が完了し、燃費性能が高くかつＮＯｘ排出濃度が
非常に低い（１０ｐｐｍ程度）、高効率・低エミッショ
ン機関が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記通常の
ガソリン内燃機関において、排出ガス中のＮＯｘを低減
するには、燃焼温度の低下、希薄空燃比燃焼が有効であ
るが、火花点火による一点からの火炎伝播燃焼であるた
め、末端のガスが燃え残ったり、空燃比が希薄になるに
したがって着火安定性が低下するという問題があり、そ
のため燃料供給が予混合の場合空燃比の可燃希薄限界は
２２〜２５が限界である。
ガソリン内燃機関において、排出ガス中のＮＯｘを低減
するには、燃焼温度の低下、希薄空燃比燃焼が有効であ
るが、火花点火による一点からの火炎伝播燃焼であるた
め、末端のガスが燃え残ったり、空燃比が希薄になるに
したがって着火安定性が低下するという問題があり、そ
のため燃料供給が予混合の場合空燃比の可燃希薄限界は
２２〜２５が限界である。
【０００６】また、燃料を筒内に直噴して火花点火する
ものでは、空燃比の希薄限界を４０〜５０まで拡大する
ことができるが、混合気分布が均質でないため、スモー
ク発生の恐れがあるという問題がある。
ものでは、空燃比の希薄限界を４０〜５０まで拡大する
ことができるが、混合気分布が均質でないため、スモー
ク発生の恐れがあるという問題がある。
【０００７】また、上記予混合自着火内燃機関において
は、自着火するため着火時期の制御が非常に困難であ
り、特に広い負荷範囲で安定して着火時期制御を行うの
は不可能であるという問題がある。
は、自着火するため着火時期の制御が非常に困難であ
り、特に広い負荷範囲で安定して着火時期制御を行うの
は不可能であるという問題がある。
【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、所望
の時期に化学反応を起こさせ、燃焼を開始させることが
できるとともに希薄空燃比でも多点での燃焼開始により
円滑に燃焼を完了でき、低燃費・高効率で低エミッショ
ンを達成できる内燃機関及びその燃焼開始制御方法を提
供することを目的とする。
の時期に化学反応を起こさせ、燃焼を開始させることが
できるとともに希薄空燃比でも多点での燃焼開始により
円滑に燃焼を完了でき、低燃費・高効率で低エミッショ
ンを達成できる内燃機関及びその燃焼開始制御方法を提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関は、気
筒とシリンダヘッドとピストンにて形成される燃焼室内
に高温高圧の混合気を形成し、混合気を燃焼させる内燃
機関において、燃焼開始手段を、波長がほぼＯＨ基又は
ＣＨ基の励起バンドのレーザー光を出力するレーザー源
にて構成したものである。
筒とシリンダヘッドとピストンにて形成される燃焼室内
に高温高圧の混合気を形成し、混合気を燃焼させる内燃
機関において、燃焼開始手段を、波長がほぼＯＨ基又は
ＣＨ基の励起バンドのレーザー光を出力するレーザー源
にて構成したものである。
【００１０】燃料中の炭化水素は複数のＣＨ基の結合に
よって構成されており、圧縮行程で混合気が断熱圧縮さ
れて高温高圧になると、分子量の大きい炭化水素や不飽
和炭化水素が熱分解してＯＨ基やＣＨ基を含む分子量の
小さな分子に分解する所謂クラッキングが起こり、こう
して分解された燃料分子が燃焼反応する。その燃焼反応
は、ＣｎＨｍとＯ2 が反応してＣＯ2 とＨ2 Ｏと熱を生
成するものであり、この燃焼反応の連鎖を開始するため
に通常は火花点火などにより熱の形で活性化エネルギー
を与えている。このように活性化エネルギーを与えるこ
とにより、その後数ｍｓｅｃ後に連鎖反応を開始する
が、その連鎖反応の初期にはＯＨ基やＣＨ基の発光が認
められている。そのため、ＯＨラジカルやＣＨラジカル
の発生が燃焼反応の連鎖を開始させていることが分か
る。したがって、これらＯＨラジカルやＣＨラジカルを
何らの手段で発生させることで燃焼反応の連鎖を開始さ
せることができることが分かる。
よって構成されており、圧縮行程で混合気が断熱圧縮さ
れて高温高圧になると、分子量の大きい炭化水素や不飽
和炭化水素が熱分解してＯＨ基やＣＨ基を含む分子量の
小さな分子に分解する所謂クラッキングが起こり、こう
して分解された燃料分子が燃焼反応する。その燃焼反応
は、ＣｎＨｍとＯ2 が反応してＣＯ2 とＨ2 Ｏと熱を生
成するものであり、この燃焼反応の連鎖を開始するため
に通常は火花点火などにより熱の形で活性化エネルギー
を与えている。このように活性化エネルギーを与えるこ
とにより、その後数ｍｓｅｃ後に連鎖反応を開始する
が、その連鎖反応の初期にはＯＨ基やＣＨ基の発光が認
められている。そのため、ＯＨラジカルやＣＨラジカル
の発生が燃焼反応の連鎖を開始させていることが分か
る。したがって、これらＯＨラジカルやＣＨラジカルを
何らの手段で発生させることで燃焼反応の連鎖を開始さ
せることができることが分かる。
【００１１】かくして、本発明ではＯＨ基又はＣＨ基に
対してその励起バンドの波長のレーザー光を照射して励
起することによって活性化学種であるＯＨラジカルやＣ
Ｈラジカルを直接発生させ、連鎖反応つまり燃焼を起こ
させるものである。
対してその励起バンドの波長のレーザー光を照射して励
起することによって活性化学種であるＯＨラジカルやＣ
Ｈラジカルを直接発生させ、連鎖反応つまり燃焼を起こ
させるものである。
【００１２】このように燃焼制御因子であるＯＨラジカ
ルやＣＨラジカルを発生させるのに熱エネルギーの形で
はなく、光エネルギーの形でエネルギーを与えて励起さ
せるので、極めて効率良く活性化エネルギーを供給で
き、照射するレーザー光の光エネルギーは１０〜２０ｍ
Ｊで十分で、従来の点火プラグによる点火エネルギーの
４０ｍＪの半分以下でよい。また、レーザー光照射によ
り直接ＯＨラジカルやＣＨラジカルを発生させて直ちに
燃焼反応の連鎖を開始させることができ、かつレーザー
光の照射領域全体で一斉に大量のＯＨラジカルやＣＨラ
ジカルを発生させることができる。
ルやＣＨラジカルを発生させるのに熱エネルギーの形で
はなく、光エネルギーの形でエネルギーを与えて励起さ
せるので、極めて効率良く活性化エネルギーを供給で
き、照射するレーザー光の光エネルギーは１０〜２０ｍ
Ｊで十分で、従来の点火プラグによる点火エネルギーの
４０ｍＪの半分以下でよい。また、レーザー光照射によ
り直接ＯＨラジカルやＣＨラジカルを発生させて直ちに
燃焼反応の連鎖を開始させることができ、かつレーザー
光の照射領域全体で一斉に大量のＯＨラジカルやＣＨラ
ジカルを発生させることができる。
【００１３】したがって、本発明によれば所望の時期に
着実に燃焼を開始させることができて等容度が向上して
効率が高く、また多点での燃焼開始により希薄空燃比で
も円滑に燃焼を完了できるとともに最高火炎温度が低下
し、低燃費・高効率で低エミッションの内燃機関を達成
できる。
着実に燃焼を開始させることができて等容度が向上して
効率が高く、また多点での燃焼開始により希薄空燃比で
も円滑に燃焼を完了できるとともに最高火炎温度が低下
し、低燃費・高効率で低エミッションの内燃機関を達成
できる。
【００１４】なお、従来にもレーザー源により点火する
ものが提案されているが、それは点火プラグと同様に熱
エネルギーを付与するものであり、１０００〜１５００
ｍＪの熱エネルギーを出力しており、作用も従来と同様
で上記作用を奏するものではない。
ものが提案されているが、それは点火プラグと同様に熱
エネルギーを付与するものであり、１０００〜１５００
ｍＪの熱エネルギーを出力しており、作用も従来と同様
で上記作用を奏するものではない。
【００１５】また、本発明の内燃機関の燃焼開始制御方
法は、シリンダヘッドと上下動可能なピストンにて上下
が閉鎖された気筒内に混合気を導入してピストンの上動
により混合気を圧縮し、圧縮上死点又はその直後に波長
がほぼＯＨ基又はＣＨ基の励起バンドのレーザー光を照
射するものであり、気筒内で導入された混合気が均等に
混合されるとともに圧縮行程で高温・高圧状態になるこ
とによってクラッキングされてＯＨ基やＣＨ基が混合気
の全体にわたって確実に生成され、圧縮上死点又はその
直後にその混合気にレーザー光を照射することにより上
記のように直ちにかつ一斉に多点で燃焼の連鎖反応が開
始される。このため、等容度が向上して効率が高く、ま
た多点での燃焼開始のために火炎伝播距離が短くなって
希薄空燃比での燃焼が可能となり、低ＮＯｘ燃焼が可能
となる。
法は、シリンダヘッドと上下動可能なピストンにて上下
が閉鎖された気筒内に混合気を導入してピストンの上動
により混合気を圧縮し、圧縮上死点又はその直後に波長
がほぼＯＨ基又はＣＨ基の励起バンドのレーザー光を照
射するものであり、気筒内で導入された混合気が均等に
混合されるとともに圧縮行程で高温・高圧状態になるこ
とによってクラッキングされてＯＨ基やＣＨ基が混合気
の全体にわたって確実に生成され、圧縮上死点又はその
直後にその混合気にレーザー光を照射することにより上
記のように直ちにかつ一斉に多点で燃焼の連鎖反応が開
始される。このため、等容度が向上して効率が高く、ま
た多点での燃焼開始のために火炎伝播距離が短くなって
希薄空燃比での燃焼が可能となり、低ＮＯｘ燃焼が可能
となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図
１、図２を参照して説明する。
１、図２を参照して説明する。
【００１７】図１（ａ）において、１はガソリンを燃料
とする内燃機関であり、２はその気筒、３はピストン、
４は気筒１の上面を覆い、ピストン３上面との間に燃焼
室５を形成するシリンダヘッドである。６はシリンダヘ
ッド４に形成された吸気ポートであり、この吸気ポート
６の燃焼室５に対する開口６ａを開閉する吸気バルブ７
が設けられている。８はシリンダヘッド４に形成された
排気ポートであり、この排気ポート８の燃焼室５に対す
る開口８ａを開閉する排気バルブ９が設けられている。
１０は吸気ポート６を通して吸気バルブ７のステム基部
に向けて燃料を噴射供給するインジェクタである。１１
は燃焼開始手段としてのレーザー源であり、シリンダヘ
ッド４の燃焼室５に臨む一側部に配置され、かつ燃焼室
５を形成する上壁面にはレーザー源１１からのレーザー
光を燃焼室５内に広く照射するための凹部１２が形成さ
れている。レーザー源１１は、ほぼ３１０ｎｍの波長の
近紫外線のレーザー光を出力するものであり、この波長
のレーザー光は例えばＨｅ−Ｎｅレーザーからの波長６
３２．８ｎｍのレーザー光の周波数を２倍にして出力す
るようにしたレーザー源を用いることによって実現する
ことができる。
とする内燃機関であり、２はその気筒、３はピストン、
４は気筒１の上面を覆い、ピストン３上面との間に燃焼
室５を形成するシリンダヘッドである。６はシリンダヘ
ッド４に形成された吸気ポートであり、この吸気ポート
６の燃焼室５に対する開口６ａを開閉する吸気バルブ７
が設けられている。８はシリンダヘッド４に形成された
排気ポートであり、この排気ポート８の燃焼室５に対す
る開口８ａを開閉する排気バルブ９が設けられている。
１０は吸気ポート６を通して吸気バルブ７のステム基部
に向けて燃料を噴射供給するインジェクタである。１１
は燃焼開始手段としてのレーザー源であり、シリンダヘ
ッド４の燃焼室５に臨む一側部に配置され、かつ燃焼室
５を形成する上壁面にはレーザー源１１からのレーザー
光を燃焼室５内に広く照射するための凹部１２が形成さ
れている。レーザー源１１は、ほぼ３１０ｎｍの波長の
近紫外線のレーザー光を出力するものであり、この波長
のレーザー光は例えばＨｅ−Ｎｅレーザーからの波長６
３２．８ｎｍのレーザー光の周波数を２倍にして出力す
るようにしたレーザー源を用いることによって実現する
ことができる。
【００１８】図１（ｂ）にこれら吸気ポート６の開口６
ａと排気ポート８の開口８ａとレーザー源１１の配置構
成及びレーザー光の照射領域（斜線で表示）を示す。
ａと排気ポート８の開口８ａとレーザー源１１の配置構
成及びレーザー光の照射領域（斜線で表示）を示す。
【００１９】以上の構成による動作を説明すると、吸気
バルブ７が開く前にインジェクタ１０から所定量の燃料
が噴射されて予混合が行われ、次に吸気行程で吸気バル
ブ７が開いて混合気が気筒２内に導入されるとともに気
筒２内で均等に混合され、次いで吸気弁７が閉じ、ピス
トン３が上昇して混合気が圧縮されることにより混合気
が高温・高圧状態となり、クラッキングが生じて燃料が
ＯＨ基やＣＨ基を含む分子量の小さな分子に分解する。
なお、このときの圧縮比は、図２に示すように圧縮上死
点（ＴＤＣ）における混合気温度が自着火温度よりもΔ
Ｔだけ低く、自着火しない温度となるように設定してお
く。そして、圧縮上死点（ＴＤＣ）の直後にレーザー源
１１からほぼ３１０ｎｍの波長のレーザー光が燃焼室５
内に照射され、その照射領域内の混合気中のＯＨ基が励
起され、ＯＨラジカルが生成される。すなわち、３１０
ｎｍの波長の光はＯＨ基の励起バンドの光であり、ＯＨ
基はこの波長の光エネルギーを付与されることによって
１０-9ｓｅｃ程度の反応速度でＯＨラジカルとなる。な
お、この反応のために照射するレーザー光の光エネルギ
ーは１０〜２０ｍＪで十分である。こうして、多量のＯ
Ｈラジカルが生成されると直ちに燃焼の連鎖反応が始ま
って図２に示すように混合気が一挙に自着火温度以上の
温度となり、一斉に多点で燃焼の連鎖反応が開始され
る。このため、等容度が向上して効率が高く、また多点
での燃焼開始のために火炎伝播距離が短くなって希薄空
燃比での燃焼が可能となり、また最高火炎温度が低下
し、低ＮＯｘ燃焼が実現される。
バルブ７が開く前にインジェクタ１０から所定量の燃料
が噴射されて予混合が行われ、次に吸気行程で吸気バル
ブ７が開いて混合気が気筒２内に導入されるとともに気
筒２内で均等に混合され、次いで吸気弁７が閉じ、ピス
トン３が上昇して混合気が圧縮されることにより混合気
が高温・高圧状態となり、クラッキングが生じて燃料が
ＯＨ基やＣＨ基を含む分子量の小さな分子に分解する。
なお、このときの圧縮比は、図２に示すように圧縮上死
点（ＴＤＣ）における混合気温度が自着火温度よりもΔ
Ｔだけ低く、自着火しない温度となるように設定してお
く。そして、圧縮上死点（ＴＤＣ）の直後にレーザー源
１１からほぼ３１０ｎｍの波長のレーザー光が燃焼室５
内に照射され、その照射領域内の混合気中のＯＨ基が励
起され、ＯＨラジカルが生成される。すなわち、３１０
ｎｍの波長の光はＯＨ基の励起バンドの光であり、ＯＨ
基はこの波長の光エネルギーを付与されることによって
１０-9ｓｅｃ程度の反応速度でＯＨラジカルとなる。な
お、この反応のために照射するレーザー光の光エネルギ
ーは１０〜２０ｍＪで十分である。こうして、多量のＯ
Ｈラジカルが生成されると直ちに燃焼の連鎖反応が始ま
って図２に示すように混合気が一挙に自着火温度以上の
温度となり、一斉に多点で燃焼の連鎖反応が開始され
る。このため、等容度が向上して効率が高く、また多点
での燃焼開始のために火炎伝播距離が短くなって希薄空
燃比での燃焼が可能となり、また最高火炎温度が低下
し、低ＮＯｘ燃焼が実現される。
【００２０】なお、上記説明ではほぼ３１０ｎｍのレー
ザー光を照射してＯＨ基を励起することによりＯＨラジ
カルを生成する例を示したが、ほぼ４３０ｎｍのレーザ
ー光を照射してＣＨ基を励起することによりＣＨラジカ
ルを生成するようにしても良い。
ザー光を照射してＯＨ基を励起することによりＯＨラジ
カルを生成する例を示したが、ほぼ４３０ｎｍのレーザ
ー光を照射してＣＨ基を励起することによりＣＨラジカ
ルを生成するようにしても良い。
【００２１】また、上記実施形態では吸気バルブ７が開
弁する前にインジェクタ１０から燃料を噴射して吸気ポ
ート６内で予混合気を形成するとともに、圧縮上死点で
混合気が自着火しない温度になるようにし、所望の時期
にレーザー光を照射して多点での燃焼を開始火させるよ
うにした内燃機関の例を示したが、吸気行程中にインジ
ェクタ１０から燃料を噴射して気筒２内で混合気を形成
し、圧縮上死点直後にレーザー源１１からレーザー光を
照射して燃焼させるようにしてもよい。更に、圧縮行程
中に直接燃焼室内に燃料を噴射するようにした内燃機関
にも適用することもできる。
弁する前にインジェクタ１０から燃料を噴射して吸気ポ
ート６内で予混合気を形成するとともに、圧縮上死点で
混合気が自着火しない温度になるようにし、所望の時期
にレーザー光を照射して多点での燃焼を開始火させるよ
うにした内燃機関の例を示したが、吸気行程中にインジ
ェクタ１０から燃料を噴射して気筒２内で混合気を形成
し、圧縮上死点直後にレーザー源１１からレーザー光を
照射して燃焼させるようにしてもよい。更に、圧縮行程
中に直接燃焼室内に燃料を噴射するようにした内燃機関
にも適用することもできる。
【００２２】
【発明の効果】本発明の内燃機関によれば、以上のよう
に気筒とシリンダヘッドとピストンにて形成される燃焼
室内に高温高圧の混合気を形成し、混合気を燃焼させる
内燃機関において、燃焼開始手段を、波長がほぼＯＨ基
又はＣＨ基の励起バンドのレーザー光を出力するレーザ
ー源にて構成したので、高温高圧の混合気中のＯＨ基又
はＣＨ基に対してその励起バンドの波長のレーザー光を
照射することにより、直ちにかつ少ないエネルギーによ
って極めて効率良く燃焼制御因子であるＯＨラジカルや
ＣＨラジカルを発生させることができ、そのため燃焼反
応の連鎖を直ちに開始させることができ、等容度が向上
して効率が高く、またレーザー光の照射領域全体で一斉
にＯＨラジカルやＣＨラジカルを発生させることがで
き、多点での燃焼開始により火炎伝播距離が短くなって
希薄空燃比でも円滑に燃焼を完了できるとともに最高火
炎温度を低くでき、従って低燃費・高効率で低エミッシ
ョンを達成することができる。
に気筒とシリンダヘッドとピストンにて形成される燃焼
室内に高温高圧の混合気を形成し、混合気を燃焼させる
内燃機関において、燃焼開始手段を、波長がほぼＯＨ基
又はＣＨ基の励起バンドのレーザー光を出力するレーザ
ー源にて構成したので、高温高圧の混合気中のＯＨ基又
はＣＨ基に対してその励起バンドの波長のレーザー光を
照射することにより、直ちにかつ少ないエネルギーによ
って極めて効率良く燃焼制御因子であるＯＨラジカルや
ＣＨラジカルを発生させることができ、そのため燃焼反
応の連鎖を直ちに開始させることができ、等容度が向上
して効率が高く、またレーザー光の照射領域全体で一斉
にＯＨラジカルやＣＨラジカルを発生させることがで
き、多点での燃焼開始により火炎伝播距離が短くなって
希薄空燃比でも円滑に燃焼を完了できるとともに最高火
炎温度を低くでき、従って低燃費・高効率で低エミッシ
ョンを達成することができる。
【００２３】また、本発明の内燃機関の燃焼開始制御方
法によれば、シリンダヘッドと上下動可能なピストンに
て上下が閉鎖された気筒内に混合気を導入してピストン
の上動により混合気を圧縮し、圧縮上死点又はその直後
に波長がほぼＯＨ基又はＣＨ基の励起バンドのレーザ光
を照射するので、気筒内で導入された混合気が均等に混
合されるとともに圧縮行程で高温・高圧状態になること
によってクラッキングされてＯＨ基やＣＨ基が混合気の
全体にわたって確実に生成され、圧縮上死点又はその直
後にその混合気にレーザー光を照射することにより上記
のように直ちにかつ一斉に多点で燃焼の連鎖反応が開始
され、上記効果を発揮する。
法によれば、シリンダヘッドと上下動可能なピストンに
て上下が閉鎖された気筒内に混合気を導入してピストン
の上動により混合気を圧縮し、圧縮上死点又はその直後
に波長がほぼＯＨ基又はＣＨ基の励起バンドのレーザ光
を照射するので、気筒内で導入された混合気が均等に混
合されるとともに圧縮行程で高温・高圧状態になること
によってクラッキングされてＯＨ基やＣＨ基が混合気の
全体にわたって確実に生成され、圧縮上死点又はその直
後にその混合気にレーザー光を照射することにより上記
のように直ちにかつ一斉に多点で燃焼の連鎖反応が開始
され、上記効果を発揮する。
【図１】本発明の内燃機関の一実施形態の概略構成を示
し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は要部の配置構成の平面
図である。
し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は要部の配置構成の平面
図である。
【図２】同実施形態におけるクランク角と温度の特性図
である。
である。
１ 内燃機関 ２ 気筒 ３ ピストン ４ シリンダヘッド ５ 燃焼室 １１ レーザー源
Claims (2)
- 【請求項１】 気筒とシリンダヘッドとピストンにて形
成される燃焼室内に高温高圧の混合気を形成し、混合気
を燃焼させる内燃機関において、燃焼開始手段を、波長
がほぼＯＨ基又はＣＨ基の励起バンドのレーザー光を出
力するレーザー源にて構成したことを特徴とする内燃機
関。 - 【請求項２】 シリンダヘッドと上下動可能なピストン
にて上下が閉鎖された気筒内に混合気を導入してピスト
ンの上動により混合気を圧縮し、圧縮上死点又はその直
後に波長がほぼＯＨ基又はＣＨ基の励起バンドのレーザ
ー光を照射することを特徴とする内燃機関の燃焼開始制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP523997A JPH10196508A (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | 内燃機関及び燃焼開始制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP523997A JPH10196508A (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | 内燃機関及び燃焼開始制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10196508A true JPH10196508A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11605656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP523997A Pending JPH10196508A (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | 内燃機関及び燃焼開始制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10196508A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004001221A1 (de) | 2002-06-19 | 2003-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Starthilfsmittel für einem verbrennungsmotor |
| US7040270B2 (en) | 2002-01-22 | 2006-05-09 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | Internal combustion engine |
| EP1441124A3 (de) * | 2003-01-16 | 2006-07-19 | GE Jenbacher GmbH & Co. OHG | Verbrennungsmotor |
| JP2010138818A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Mitsubishi Motors Corp | エンジンの燃焼制御装置 |
| US8181617B2 (en) | 2007-03-29 | 2012-05-22 | Multitorch Gmbh | Laser ignition for gas mixtures |
| WO2017041833A1 (en) | 2015-09-08 | 2017-03-16 | Toyota Motor Europe Nv/Sa | Internal combustion engine and auto-ignition control method |
-
1997
- 1997-01-16 JP JP523997A patent/JPH10196508A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7040270B2 (en) | 2002-01-22 | 2006-05-09 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | Internal combustion engine |
| WO2004001221A1 (de) | 2002-06-19 | 2003-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Starthilfsmittel für einem verbrennungsmotor |
| EP1441124A3 (de) * | 2003-01-16 | 2006-07-19 | GE Jenbacher GmbH & Co. OHG | Verbrennungsmotor |
| US7231897B2 (en) | 2003-01-16 | 2007-06-19 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | Combustion engine |
| US8181617B2 (en) | 2007-03-29 | 2012-05-22 | Multitorch Gmbh | Laser ignition for gas mixtures |
| JP2010138818A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Mitsubishi Motors Corp | エンジンの燃焼制御装置 |
| WO2017041833A1 (en) | 2015-09-08 | 2017-03-16 | Toyota Motor Europe Nv/Sa | Internal combustion engine and auto-ignition control method |
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