JPS5857612B2 - 予燃焼室式ディ−ゼルエンジンに於けるパイロット噴射方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ディーゼルエンジンにおいて、主噴射に先立
ってパイロット噴射を行わせ、ＮＯｘの低減、燃費の向
上、着火性を改善させたパイロット噴射方法及び装置に
関する。

ディーゼルエンジンでは、主噴射に先立ってパイロット
噴射を行わせ、ディーゼルノックをおさえる方式が採ら
れている。

このパイロット噴射は、燃焼初期の圧力上昇がゆるやか
になるので、燃焼時に生成するＮＯｘ量も低減すること
が知られている。

従来のパイロット噴射は、一個の噴射弁に工夫をこらし
て行わせていたが、主噴射と副噴射の時期、燃焼量の制
御が複雑困難となる欠点があった。

一方、主噴射弁と副噴射弁とを設けて主噴射及び副噴射
を行わせることも公知である。

この２噴射弁方式においても同様にディーゼルノックを
防止し、ＮＯｘ生成量も低減するものである。

上述の公知Ｑ）パイロット噴射装置は、いずれもパイロ
ット噴射の方向と主噴射の方向とが同方向となっており
、結果的にはＮＯｘ低減量及び燃費の面で十分なものと
は云えなかった。

本発明の目的は、パイロット噴射方向を最善の方向に選
定し、以て燃費の向上とＮＯｘ低減の両者を行わせたデ
ィーゼルエンジンに於けるパイロット噴射方法及び装置
を提供するにある。

以下、図によって詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す略断崩図である。

図示のディーゼルエンジンは予燃焼室式ディーゼルエン
ジンであり、シリンダヘッド１を貫通して予燃焼室体２
が主燃焼室３へ向けて設けられ、該予燃焼室体２内には
予燃焼室４が形成され、該予燃焼室４と主燃焼室３とは
通口５によって連絡されている。

予燃焼室４には主噴射弁６と副噴射弁７とが臨ませられ
、さらにグ爾つプラグ８が設けられている。

主噴射弁６の噴口９は前記通口５へ向かっており、副噴
射弁７の噴口１０は主噴射弁６の噴口９近傍へ向けられ
ている。

主噴射弁６の噴口９の近傍は、副噴射弁７によって噴射
された噴霧による高温燃焼ガスが滞溜する溜めとなって
いる。

この溜めは、比較的狭い凹所からなっており、主噴射弁
からの噴霧がその高温ガス域を通過することにより後述
の火炎核の生成を促進するものとなっている。

主噴射弁６と副噴射弁７とは夫々別個の噴射ポンプから
燃料を供給されるが、一個の噴射ポンプに気筒を多数設
ける構造としてもよい。

予燃焼室体２を４却するため、該予燃焼室体３の回りに
はウォータージケット１１が形成されている。

上記の如く横取された本発明では、ピストン＊１２が上
死点（ＴＤＣ）へ到る前に先ず副噴射弁７からＰｌの如
く燃料がパイロット噴射されるＰｌは主噴射弁６の噴口
９の近傍へ向けられており、該噴口９近傍に火炎核Ｃを
生成させる。

次いで、主噴射弁６の噴口９から主噴射Ｑ１が行われる
。

この主噴射Ｑ１は、パイロット噴射Ｐ１によって生成さ
れた火炎核Ｃを通して行われるので主噴射Ｑ１の着火遅
れが減少し、急激な燃焼が防止される。

したがって、可及的にＮＯｘ生成量も低減される。

以下、上記本発明の一実施例によるデータを解析してみ
ることにする。

第２図は、横軸にパイロット噴射割合（％）を採り、縦
軸にＮＯｘ減少率を採ったものである。

なお、ここでパイロット噴射割合とは、パイロット噴射
なしの場合の主噴射燃料に対するパイロット噴射の割合
を云う。

第３図は横軸に比燃費率を採り、縦軸にＮＯｘ減少率を
採ったものである。

第２，３図のデータは、いずれも本発明の比較対象とし
て、パイロット噴射を第１図のＰ２の如く主噴射と同方
向へ噴射するものを採用した。

又、供試エンジンは、４サイクルデイーゼルエンジンで
、１８００ＣＣ，圧縮比１８のものを採用し、ＮＯｘ排
出量が最も多い１６００ｒｐｍ、負荷率３／４（空気過
剰率１．７５）を選んだ。

さらに、第２，３図中のプロット印は次の表１の条件と
なっている。

第２図からもわかるとおり、ＮＯｘ量はパイロット噴射
割合を増加させると徐々に低減するが、パイロット噴射
割合が１０％を越えると、ＮＯｘ減少率は殆んど横ばい
となる。

この傾向は表１の条件とは殆んど無関係である。

ところが第３図をみると、比燃費率の面でパイロフト噴
射の方向が大きな影響を与えていることが歴然と判明す
る。

すなわち、パイロット噴射方向が主噴射と同方向のもの
は図のＡで代表され、対向方向のものは図のＢで代表さ
れる。

線Ｂは常に線Ａの下調へ来ているので、同一のＮＯｘ減
少を得んとする場合、燃費が向上するものとなる。

中でも、パイロット噴射時期ＴＤＣ前２５°主噴射時期
ＴＤＣ前５°の条件では、燃費率悪化を４〜５％で約４
０％のＮＯｘ減少を得ることができるものとなっている
。

なお、上記パイロット噴射時期及び主噴射時期は固定さ
れたものではない。

上記データは、１６００ ｒｐｍで採られたものである
から、エンジン回転数如何によっては噴射時期の最適値
は変わる。

よって、本発明の最も重要な点は、主噴射弁の噴口付近
に火炎核を予め形成し、主噴射を行うときには既に該火
炎核が出来上っておればよい。

以上説明したとおり、本発明では主噴射弁の噴口付近に
火炎核を生成させるものであり、他のパイロット噴射方
式と比べて低燃費でＮＯｘ低減を可能とするものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断侑図、第２図は本発
明の対向噴射と同方向噴射との比較を示すもので、ＮＯ
ｘ減少率−パイロット噴射割合を示す線図、第３図は本
発明の対向噴射と同方向噴射との比較を示すもので、Ｎ
Ｏｘ減少率−比燃費率を示す線図である。 ４：予燃焼室、６：主噴射弁、７：副噴射弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 予燃焼−室内に主噴射弁と副噴射弁とを臨ませ、主
   噴射弁からの主噴射に先立って副噴射弁かラハイロット
   噴射を行うディーゼルエンジンの燃料噴射方法において
   、前記主噴射弁の噴口の近傍へ向けてパイロット噴射を
   行い、該主噴射弁の噴口近傍にパイロット噴霧で高温燃
   焼ガスを生ぜしめ、かつパイロット噴射量が全噴射量の
   １０％であるとともに、該高温燃焼ガス中を主噴射が通
   過することを特徴とする予燃焼室式ディーゼルエンジン
   に於けるパイロット噴射方法。 ２ 予燃焼室内に主噴射弁と副噴射弁とを臨ませ、主噴
   射弁からの主噴射に先立って副噴射弁からのパイロット
   噴射を行うディーゼルエンジンの燃料噴射装置において
   、前記主噴射弁からの主噴射方向と前記副噴射弁からの
   パイロット噴射方向とが略対向方向となるようにし、前
   記副噴射弁をその噴霧が前記主噴射弁の噴ロヘ向けられ
   る如く設け、前記副噴射弁からのパイロット噴射量を全
   噴射量に対して１０％としたことを特徴とする予燃焼室
   式ディーゼルエンジンに於けるパイロット噴射装置。