JPH11148351A - 往復動形機関 - Google Patents

往復動形機関

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JPH11148351A
JPH11148351A JP10261587A JP26158798A JPH11148351A JP H11148351 A JPH11148351 A JP H11148351A JP 10261587 A JP10261587 A JP 10261587A JP 26158798 A JP26158798 A JP 26158798A JP H11148351 A JPH11148351 A JP H11148351A
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gas
chamber
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main combustion
combustion chamber
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JP10261587A
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Robert Glauber
グラウバー ローベルト
Kai Rieck
リーク カイ
Peter Eilts
アイルツ ペーター
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MAN B&W Diesel GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】できるだけ簡単で且つ安価な手段で従来の欠点
を除去し排気ガス中のNOx濃度が減少するようにす
る。 【解決手段】少なくとも一つのガス及び/又は空気の入
口(8)、燃料噴射装置(5)および排気出口(9)が
付属している少なくとも一つの主燃焼室(6)を備え、
この各主燃焼室(6)に少なくとも一つの副室(11)
が主燃焼室(6)に開口している少なくとも一つの副室
出口(10)を介して連通され、各副室(11)がガス
燃料運転中にその封入物を点火するための装置を有して
いる液体燃料あるいはガス燃料で選択的に運転される往
復動形機関において、ガス燃料運転中において点火する
ための装置が外部点火装置(13)であり、副室(1
1)にガス導入管(12)を介してガスが供給されるこ
とによって、排気ガス値特にNOx値を簡単且つ安価に
最適化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも一つの
ガス及び/又は空気の入口、燃料噴射装置および排気出
口が付属されている少なくとも一つの主燃焼室を備え、
この各主燃焼室に少なくとも一つの副室が主燃焼室に開
口している少なくとも一つの副室出口を介して連通さ
れ、各副室がガス燃料運転中にその封入物を点火するた
めの装置を有している液体燃料あるいはガス燃料で選択
的に運転される往復動形機関に関する。
【0002】
【従来の技術】冒頭に述べた形式の公知の往復動形機関
の場合、主燃焼室は選択的にガス燃料運転中には導入管
を介してガス・空気混合気が供給され、ディーゼル運転
中には導入管を介して空気が供給され燃料噴射装置によ
って液体燃料が供給される。ガス燃料運転中において主
燃焼室に開口している副室に点火油が噴射され、この点
火油は、ピストンの上昇運動過程中に主燃焼室の容積お
よびこれに連通されている副室の容積が圧縮される際に
点火され、そして主燃焼室の中に流出し、その中に存在
するガスを点火する。主燃焼室内に存在するガスは副室
内で点火される点火油なしでは自然発火せず、主燃焼室
内における外部点火装置によってしか点火できない。し
かしガスを点火油で点火する際、その点火油のために不
満であり幾つかの場所では許されないNOx濃度が生ず
る。更にガス燃料運転が行われるときも常に点火用の点
火油が用意されねばならない。更にまた副室における点
火プラグはディーゼル運転中も、これが詰まらないよう
にするために並行して作動しなければならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式の往復動形機関を、できるだけ簡単で且つ
安価な手段で上述の欠点を除去し排気ガス中のNOx濃
度が減少するように改良することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題は、ガス燃料運
転中において点火するための装置が電気式外部点火装置
であり、副室にガス導入管を介してガスが供給されるこ
とによって簡単に解決される。
【0005】
【発明の効果】本発明に基づく往復動形機関の場合、吸
気サイクル中に主燃焼室の中に導入されたガス・空気混
合気が副室にも流入し、この副室内のガス・空気混合気
にこれを脂っぽくするために補助ガス導入管を介して補
助的にガスが供給される。副室の封入物は電気式外部点
火装置によって点火され、そして点火されたガス・空気
混合気は主燃焼室の中に存在するガス・空気混合気に流
入する。これによって主燃焼室内におけるガスが点火さ
れる。ここでは点火油は不要である。従って機関がガス
燃料運転で利用されるときに点火油を貯蔵しておく必要
はない。また点火油に対する固有の燃料噴射装置も不要
である。NOx値は点火油で点火される場合よりも良好
となる。
【0006】ディーゼル油/ガス燃料形機関のガス燃料
運転中における外部点火の原理は既に、第21回、CI
MAC内燃機関国際会議(21.Internatio
nal Kongress fur Verbrenn
ungsmotoren der CIMAC〔Con
seil international des ma
schines a combustion〕)で提案
されている。この会議に際して発行された刊行物に主燃
焼室におけるガス・空気混合気の外部点火方式が示さ
れ、これは1.7より大きな空気過剰比の薄い混合気の
点火を許していない。従ってこの方式では本発明におい
て1.7より大きな空気過剰比によって得られる非常に
良好な排気ガス値特にNOx値も得られない。むしろ前
記刊行物に記載された機関は化学量論的な空燃比で運転
され、これに対して本発明に基づくディーゼル油/ガス
燃料形機関は希薄混合気燃焼法で運転される。従って前
記刊行物に記載されている機関は、許容できる排気ガス
値を得るために三元触媒体が設けられている。
【0007】本発明の特に有利な実施態様は請求項2以
降に記載されている。即ち本発明の有利な実施態様にお
いて、主燃焼室に複数の副室出口が開口している。これ
によって主燃焼室内に存在するガス・空気混合気は複数
の部位で従って非常に一様に点火され、これによって排
気ガス値が最適化される。
【0008】その場合複数の副室が設けられていると有
利である。このような装置の場合、副室内のガスはエン
ジン制御装置によって適当な時点で独立して制御して点
火できる。一つの副室に主燃焼室に開口する複数の副室
出口を備えることも同様にコスト的に有利にできる。
【0009】その場合、副室出口が面積的に主燃焼室の
横断面にわたってほぼ一様に分布されていると有利であ
る。これは主燃焼室に予点火されたガスを比較的一様に
分布することを可能にし、従って主燃焼室において比較
的一様に点火することを可能にし、これによって排気ガ
ス値は一層改善される。
【0010】主燃焼室における空気過剰比は好適には約
1.7より大きいかあるいはそれと同じである。これは
非常に薄い混合気による「希薄混合気燃焼」運転を可能
にし、従って排気ガス内の窒素酸化物の濃度を非常に減
少させる。
【0011】副室における空気過剰比は、副室の封入物
の確実な点火を可能にするために約1.7より小さいこ
とが有利である。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の他の特徴および利点は図
示した二つの実施例についての以下の説明から理解でき
る。
【0013】図1は複数のシリンダを持つこともできる
本発明に基づく往復動形機関の一つのシリンダを示して
いる。連接棒3にヒンジ結合されているピストン2がシ
リンダ1内で往復運動する。
【0014】図示した機関(エンジン)はガス燃料であ
るいは液体燃料特にディーゼル油で選択的に運転でき
る。
【0015】ディーゼル運転中において液体燃料がディ
ーゼル油導入管4を介して燃料噴射装置5に導かれ、こ
の燃料噴射装置5によって主燃焼室6の中に噴射され
る。ディーゼル運転中にガス弁7を有する入口8から空
気が導入される。ピストン2の上昇運動過程中にディー
ゼル油・空気混合気が自然発火によって点火され燃焼す
る。その排気ガスは弁で閉鎖できる出口9を介して主燃
焼室6から押し出される。
【0016】ガス燃料運転中において吸気サイクル中に
ガス及び/又は空気の入口8にあるガス弁7が開かれ、
燃焼すべきガスと空気との混合気が主燃焼室6に導入さ
れる。このガス・空気混合気は主燃焼室6および副室出
口10を介して主燃焼室6に連通されている副室11に
充満される。ガス導入管12が副室11に開口してい
る。このガス導入管12を通して副室11のガス・空気
混合気にこれを脂っぽくするために補助ガスが供給され
る。ガス導入管12を介して副室11に入れるガスは特
に純粋なガスであるか、あるいはガス及び/又は空気の
入口8を介して導入されるガス・空気混合気よりも空気
分が少ないガス・空気混合気である。別のガスによって
豊富化された非常に脂っぽい副室11の封入物は点火油
なしに外部点火できる。このために副室11内に点火プ
ラグの形をした外部点火装置13が設けられている。こ
れはエンジン制御装置で制御でき、これによって点火時
点を精確に選定できる。
【0017】外部点火装置13によって点火された副室
11内の脂っぽい混合気は副室11から主燃焼室6内に
存在するガス・空気混合気の中に入り込み、これを点火
する。主燃焼室6内に存在する混合気はこの中の混合気
が比較的薄いときでも、本発明に基づいて点火する場合
に副室11内で点火された脂っぽいガスで点火できる。
これによって主燃焼室内における空気過剰比を1.7よ
り大きくでき、実験に応じて2より大きくすることもで
きる。薄い混合気を燃焼することによって、ディーゼル
油/ガス燃料形機関の排気ガスは、非常に良好な排気ガ
ス値特に非常に低いNOx値となる。
【0018】副室11内におけるガスの確実な点火を保
証するために、ガス導入管12を介して副室11の封入
物が豊富化され、詳しくは1.7より小さな空気過剰比
まで豊富化されると有利である。
【0019】主燃焼室6におけるガス・空気・混合気の
燃焼は複数の副室出口10が設けられることによって著
しく改善される。このために副室は主燃焼室に開口する
複数の副室出口を設けられる。これらの副室出口は最適
化のために主燃焼室6の横断面にわたってほぼ一様に分
布される。
【0020】図2の実施例に基づいて複数の副室11
a、11b、11cを設けることもできる。この図示し
た実施例の場合、これらの副室はそれぞれ唯一の副室出
口10しか有していない。複数の副室11の利用は各副
室11における点火時点を個々に制御することを可能に
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガス導入管と電気点火装置とを有する副室を備
えた本発明に基づく往復動形機関の概略断面図
【図2】主燃焼室に複数の副室が付属している本発明に
基づく往復動形機関の概略断面図
【符号の説明】
1 シリンダ 2 ピストン 3 連接棒 4 ディーゼル油導入管 5 燃料噴射装置 6 主燃焼室 7 ガス弁 8 入口 9 出口 10 副室出口 11、11a、11b、11c 副室 12 ガス導入管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カイ リーク ドイツ連邦共和国 86152 アウグスブル ク ゲンスビュール 11ツェー (72)発明者 ペーター アイルツ ドイツ連邦共和国 86391 シュタットベ ルゲン ハルデンヴェーク 6

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一つのガス及び/又は空気の入
    口(8)、燃料噴射装置(5)および排気出口(9)が
    付属している少なくとも一つの主燃焼室(6)を備え、
    この各主燃焼室(6)に少なくとも一つの副室(11)
    が主燃焼室(6)に開口している少なくとも一つの副室
    出口(10)を介して連通され、各副室(11)がガス
    燃料運転中にその封入物を点火するための装置を有して
    いる液体燃料あるいはガス燃料で選択的に運転される往
    復動形機関において、ガス燃料運転中において点火する
    ための装置が外部点火装置(13)であり、副室(1
    1)にガス導入管(12)を介してガスが供給されるこ
    とを特徴とする往復動形機関。
  2. 【請求項2】主燃焼室(6)に複数の副室出口が開口し
    ていることを特徴とする請求項1記載の往復動形機関。
  3. 【請求項3】複数の副室(11a、11b、11c)が
    設けられていることを特徴とする請求項2記載の往復動
    形機関。
  4. 【請求項4】副室出口(10)が面積的に主燃焼室
    (6)の横断面にわたってほぼ一様に分布されているこ
    とを特徴とする請求項2又は3記載の往復動形機関。
  5. 【請求項5】主燃焼室における空気過剰比が約1.7よ
    り大きいかそれと同じであることを特徴とする請求項1
    ないし4のいずれか1つに記載の往復動形機関。
  6. 【請求項6】副室(11)における空気過剰比が約1.
    7より小さいことを特徴とする請求項1ないし5のいず
    れか1つに記載の往復動形機関。
  7. 【請求項7】電気式外部点火装置(13)が設けられて
    いることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つ
    に記載の往復動形機関。
JP10261587A 1997-09-20 1998-09-16 往復動形機関 Pending JPH11148351A (ja)

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DE19741566.0 1997-09-20
DE19741566A DE19741566B4 (de) 1997-09-20 1997-09-20 Hubkolbenmotor

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JP (1) JPH11148351A (ja)
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