JP2003172144A - ディーゼルエンジンおよびディーゼルエンジンの燃焼方法 - Google Patents
ディーゼルエンジンおよびディーゼルエンジンの燃焼方法Info
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- 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
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】たとえ燃料を上死点付近で噴射したとしても燃
焼室内において噴霧を十分に拡散して、すすの発生、窒
素酸化物の発生を抑制する。 【解決手段】ピストン４の燃焼室２内で噴霧７が衝突す
る部位にクーリングスポット８を形成する。ピストン４
の裏側にオイルライン９を形成してエンジンオイルを導
きクーリングスポット８を通過させる。噴射ノズル５の
各噴孔６から噴射された噴霧７がクーリングスポット８
に衝突した際にエンジンオイルで噴霧７を冷却し燃焼室
２内に拡散させる。
焼室内において噴霧を十分に拡散して、すすの発生、窒
素酸化物の発生を抑制する。 【解決手段】ピストン４の燃焼室２内で噴霧７が衝突す
る部位にクーリングスポット８を形成する。ピストン４
の裏側にオイルライン９を形成してエンジンオイルを導
きクーリングスポット８を通過させる。噴射ノズル５の
各噴孔６から噴射された噴霧７がクーリングスポット８
に衝突した際にエンジンオイルで噴霧７を冷却し燃焼室
２内に拡散させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンおよびディーゼルエンジンの燃焼方法に関するもので
ある。
ンおよびディーゼルエンジンの燃焼方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ディ
ーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比較して熱効率
に優れていて過酷な条件（高負荷連続運転）に耐えるな
どの利点を有している。しかし一方で窒素酸化物ＮＯx
がガソリンエンジンの２〜３倍程度排出されたり、すす
（粒子状排出物）が排出されたりするなど排気が清浄で
はなく、環境的に好ましくないなどの不利な点もある。
したがってＮＯxの低減、すすの低減がディーゼルエン
ジンには要求されている。またディーゼルエンジンの燃
費を更に向上させ、騒音を低減させることが望まれてい
る。
ーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比較して熱効率
に優れていて過酷な条件（高負荷連続運転）に耐えるな
どの利点を有している。しかし一方で窒素酸化物ＮＯx
がガソリンエンジンの２〜３倍程度排出されたり、すす
（粒子状排出物）が排出されたりするなど排気が清浄で
はなく、環境的に好ましくないなどの不利な点もある。
したがってＮＯxの低減、すすの低減がディーゼルエン
ジンには要求されている。またディーゼルエンジンの燃
費を更に向上させ、騒音を低減させることが望まれてい
る。
【０００３】ディーゼルエンジンでは、ピストンによっ
て圧縮した燃焼室（圧縮室）内に燃料噴射ノズルの噴孔
から燃料を噴射して噴霧を生成して燃料を燃焼させる。
て圧縮した燃焼室（圧縮室）内に燃料噴射ノズルの噴孔
から燃料を噴射して噴霧を生成して燃料を燃焼させる。
【０００４】通常のディーゼルエンジンでは、燃料噴射
ノズルの噴孔から上死点（Ｔ．Ｄ．Ｃ）付近の所定の噴
射期間中に燃料を燃焼室内（筒内）に噴射させて燃焼エ
ネルギーを発生させるようにしている。しかし燃料が十
分に燃焼室内で分散しないうちに燃焼するため、局所的
に混合気が過濃な部分が生じて、すすが発生する。
ノズルの噴孔から上死点（Ｔ．Ｄ．Ｃ）付近の所定の噴
射期間中に燃料を燃焼室内（筒内）に噴射させて燃焼エ
ネルギーを発生させるようにしている。しかし燃料が十
分に燃焼室内で分散しないうちに燃焼するため、局所的
に混合気が過濃な部分が生じて、すすが発生する。
【０００５】また量論混合比にて燃焼し高温となる局所
的な高温場で窒素酸化物が発生することがある。
的な高温場で窒素酸化物が発生することがある。
【０００６】これらの問題を解決するために、圧縮上死
点付近よりも早期に燃料を噴射して、噴霧の分散促進を
図ることも考えられる。
点付近よりも早期に燃料を噴射して、噴霧の分散促進を
図ることも考えられる。
【０００７】しかし早期に燃料を噴射することにする
と、早期着火により運転が困難となったり、シリンダラ
イナの壁面に燃料が付着して、未燃燃料として排出され
るという問題が発生する。
と、早期着火により運転が困難となったり、シリンダラ
イナの壁面に燃料が付着して、未燃燃料として排出され
るという問題が発生する。
【０００８】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、たとえ燃料を上死点付近で噴射したとしても
燃焼室内において噴霧を十分に拡散させることができ、
これによりすすの発生、窒素酸化物の発生を抑制するこ
とを解決課題とするものである。
のであり、たとえ燃料を上死点付近で噴射したとしても
燃焼室内において噴霧を十分に拡散させることができ、
これによりすすの発生、窒素酸化物の発生を抑制するこ
とを解決課題とするものである。
【０００９】なお従来の一般的技術水準として、燃焼室
内にヒートスポットを形成して、燃焼効率を向上させる
技術が知られている。
内にヒートスポットを形成して、燃焼効率を向上させる
技術が知られている。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用、効果】第１発
明は、燃焼室内に燃料を噴射して、前記燃焼室内に噴霧
を生成するディーゼルエンジンにおいて、前記燃焼室内
で噴霧が衝突する部位に、衝突した噴霧を冷却して前記
燃焼室内に拡散させるクーリングスポットを、形成した
ことを特徴とする。
明は、燃焼室内に燃料を噴射して、前記燃焼室内に噴霧
を生成するディーゼルエンジンにおいて、前記燃焼室内
で噴霧が衝突する部位に、衝突した噴霧を冷却して前記
燃焼室内に拡散させるクーリングスポットを、形成した
ことを特徴とする。
【００１１】第１発明によれば、図１に示すように、燃
焼室２内で噴霧７が衝突する部位に、衝突した噴霧７を
冷却して燃焼室２内に拡散させるクーリングスポットを
８が、形成される。
焼室２内で噴霧７が衝突する部位に、衝突した噴霧７を
冷却して燃焼室２内に拡散させるクーリングスポットを
８が、形成される。
【００１２】このため噴射ノズル５の各噴孔６から噴射
された噴霧７が各クーリングスポット８に衝突し、衝突
した際に噴霧７が冷却され、冷却された噴霧７が拡散す
る。すなわち噴霧７が冷却されることによって着火温度
に達するまでの時間が遅れ、着火遅れ時間が大となって
いる間に噴霧７が燃焼室２内に十分に拡散する。これに
よって燃料と空気の混合が促進される。燃料と空気の混
合が促進されるため、局所的な高温場をなくすことがで
き窒素酸化物の発生が抑制される。また混合気の過濃な
部分がなくなり、すすの発生が抑制される。
された噴霧７が各クーリングスポット８に衝突し、衝突
した際に噴霧７が冷却され、冷却された噴霧７が拡散す
る。すなわち噴霧７が冷却されることによって着火温度
に達するまでの時間が遅れ、着火遅れ時間が大となって
いる間に噴霧７が燃焼室２内に十分に拡散する。これに
よって燃料と空気の混合が促進される。燃料と空気の混
合が促進されるため、局所的な高温場をなくすことがで
き窒素酸化物の発生が抑制される。また混合気の過濃な
部分がなくなり、すすの発生が抑制される。
【００１３】冷却は具体的には以下のように行われる。
【００１４】１）クーリングスポットを、エンジンオイ
ルで冷却する。
ルで冷却する。
【００１５】図１（ｂ）に示すように、オイルライン９
を通過するエンジンオイルによってクーリングスポット
８が冷却される。
を通過するエンジンオイルによってクーリングスポット
８が冷却される。
【００１６】２）ピストンの頭部に、クーリングスポッ
トを形成するとともに、ピストン内に、クーリングスポ
ットにエンジンオイルを導くオイルラインを形成する。
トを形成するとともに、ピストン内に、クーリングスポ
ットにエンジンオイルを導くオイルラインを形成する。
【００１７】図１（ｂ）に示すように、ピストン４内
に、オイルライン９が形成され、エンジンオイルがオイ
ルライン９を通過してクーリングスポット８に導かれ
る。
に、オイルライン９が形成され、エンジンオイルがオイ
ルライン９を通過してクーリングスポット８に導かれ
る。
【００１８】３）クーリングスポットを、エンジン冷却
水で冷却する。
水で冷却する。
【００１９】図２（ｂ）に示すように、冷却水通路１９
を通過するエンジン冷却水によって、クーリングスポッ
ト８が冷却される。
を通過するエンジン冷却水によって、クーリングスポッ
ト８が冷却される。
【００２０】４）エンジン冷却水が通過する冷却水通路
の一部が、燃焼室内に突出するように、冷却水通路を形
成する。
の一部が、燃焼室内に突出するように、冷却水通路を形
成する。
【００２１】図２（ｂ）に示すように、燃焼室２内に突
出するように冷却水通路１９が形成され、突出した冷却
水通路の一部１９ａがクーリングスポット８となる。
出するように冷却水通路１９が形成され、突出した冷却
水通路の一部１９ａがクーリングスポット８となる。
【００２２】５）クーリングスポットを、ヒートパイプ
または熱電素子で冷却する。
または熱電素子で冷却する。
【００２３】図３（ｂ）に示すように、ヒートパイプ１
０または熱電素子によってクーリングスポット８が冷却
される。
０または熱電素子によってクーリングスポット８が冷却
される。
【００２４】６）燃焼室内に突出するように、ヒートパ
イプまたは熱電素子を設ける。
イプまたは熱電素子を設ける。
【００２５】図３（ｂ）に示すように、燃焼室２内に突
出するようにヒートパイプ１０または熱電素子が設けら
れクーリングスポット８を構成している。
出するようにヒートパイプ１０または熱電素子が設けら
れクーリングスポット８を構成している。
【００２６】またクーリングスポットの数は任意であ
り、たとえば図１（ｃ）に示すように、噴射ノズル５の
噴孔６の数（たとえば４つ）に応じた数（４つ）のクー
リングスポット８が燃焼室２内に形成される。望ましく
は、クーリングスポット８は、噴孔６に対向する部位に
形成される。
り、たとえば図１（ｃ）に示すように、噴射ノズル５の
噴孔６の数（たとえば４つ）に応じた数（４つ）のクー
リングスポット８が燃焼室２内に形成される。望ましく
は、クーリングスポット８は、噴孔６に対向する部位に
形成される。
【００２７】これにより噴射ノズル５の各噴孔６から噴
射された噴霧７が効率よく各クーリングスポット８が衝
突する。
射された噴霧７が効率よく各クーリングスポット８が衝
突する。
【００２８】また第２発明は、第１発明において、前記
クーリングスポットに、加熱手段を設けたことを特徴と
する。
クーリングスポットに、加熱手段を設けたことを特徴と
する。
【００２９】第２発明によれば、クーリングスポット８
にヒータ等の加熱手段を設けるようにしているので、エ
ンジン１の状態に応じてクーリングスポット８を冷却し
たり、加熱したりすることができる。エンジン１の状態
に応じてクーリングスポット８を加熱することによりエ
ンジン１の燃焼効率を向上させることができる。
にヒータ等の加熱手段を設けるようにしているので、エ
ンジン１の状態に応じてクーリングスポット８を冷却し
たり、加熱したりすることができる。エンジン１の状態
に応じてクーリングスポット８を加熱することによりエ
ンジン１の燃焼効率を向上させることができる。
【００３０】第３発明は、燃焼室内に燃料を噴射して、
前記燃焼室内に噴霧を生成しこの生成した噴霧を燃焼さ
せるディーゼルエンジンの燃焼方法において、前記燃焼
室内で衝突体に噴霧を衝突させ、衝突した噴霧を冷却
し、前記燃焼室内に拡散させることを特徴とする。
前記燃焼室内に噴霧を生成しこの生成した噴霧を燃焼さ
せるディーゼルエンジンの燃焼方法において、前記燃焼
室内で衝突体に噴霧を衝突させ、衝突した噴霧を冷却
し、前記燃焼室内に拡散させることを特徴とする。
【００３１】第３発明は、第１発明の装置の発明を、方
法の発明に置換したものである。
法の発明に置換したものである。
【００３２】第４発明は、燃焼室内に燃料を噴射して、
噴射した燃料を燃焼させるディーゼルエンジンの燃焼方
法において、ディーゼルエンジンの始動時には、前記燃
焼室内の衝突体を加熱し、ディーゼルエンジンの始動後
は、前記燃焼室内の衝突体を冷却することを特徴とす
る。
噴射した燃料を燃焼させるディーゼルエンジンの燃焼方
法において、ディーゼルエンジンの始動時には、前記燃
焼室内の衝突体を加熱し、ディーゼルエンジンの始動後
は、前記燃焼室内の衝突体を冷却することを特徴とす
る。
【００３３】エンジン１の始動時には、燃焼室２が低温
になっており、燃焼に適した温度になっていないので、
衝突体８を加熱することで低温時における燃焼効率が向
上する。
になっており、燃焼に適した温度になっていないので、
衝突体８を加熱することで低温時における燃焼効率が向
上する。
【００３４】エンジン１が始動後には、燃焼室２が適温
まで上昇するので、衝突体８を冷却することで、衝突体
７に衝突した噴霧７を冷却して着火を遅らせ着火が遅れ
ている間に噴霧７を燃焼室２内に十分拡散させ、すす、
窒素酸化物の発生を抑制する。
まで上昇するので、衝突体８を冷却することで、衝突体
７に衝突した噴霧７を冷却して着火を遅らせ着火が遅れ
ている間に噴霧７を燃焼室２内に十分拡散させ、すす、
窒素酸化物の発生を抑制する。
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の各実
施形態について説明する。
施形態について説明する。
【００３５】・第１の実施形態
図１は第１の実施形態の構成を示し、図１（ａ）は実施
形態のディーゼルエンジン１の燃焼室を上面からみた図
を示し、図１（ｂ）は燃焼室を側面からみた図であり図
１（ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。図１（ｃ）は図１
（ａ）のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面の一部を拡大して示す
図である。
形態のディーゼルエンジン１の燃焼室を上面からみた図
を示し、図１（ｂ）は燃焼室を側面からみた図であり図
１（ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。図１（ｃ）は図１
（ａ）のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面の一部を拡大して示す
図である。
【００３６】すなわちディーゼルエンジン１は、シリン
ダ３と、シリンダ３内に摺動自在に配設され、シリンダ
３内を上下に往復移動するピストン４とから構成されて
いる。ピストン４の上部のシリンダ室が燃焼室（圧縮
室）２を構成する。燃焼室２はピストン４によって混合
気が圧縮される圧縮室でもあり、混合気中の燃料が燃焼
する燃焼室でもある。シリンダ３内で燃焼された後の排
気ガスは、図示しない排気マニホールドを介して外気に
排出される。
ダ３と、シリンダ３内に摺動自在に配設され、シリンダ
３内を上下に往復移動するピストン４とから構成されて
いる。ピストン４の上部のシリンダ室が燃焼室（圧縮
室）２を構成する。燃焼室２はピストン４によって混合
気が圧縮される圧縮室でもあり、混合気中の燃料が燃焼
する燃焼室でもある。シリンダ３内で燃焼された後の排
気ガスは、図示しない排気マニホールドを介して外気に
排出される。
【００３７】エンジン１には空気を供給するために図示
しない吸気マニホールドが設けられている。この吸気マ
ニホールドを介して燃焼室２内に空気が供給される。
しない吸気マニホールドが設けられている。この吸気マ
ニホールドを介して燃焼室２内に空気が供給される。
【００３８】燃焼室２の上部にあってシリンダ３の頭部
つまりシリンダヘッド３ａには、噴射ノズル５が設けら
れている。燃料タンク内の燃料は燃料噴射ポンプによっ
て吸い込まれ燃料噴射管を介して燃料噴射ノズル５に吐
出される。燃料噴射ポンプはエンジン１の回転に応じて
駆動されるポンプであり一回転当たり一定容積の燃料を
吐出する。燃料噴射ポンプはジャーク式列型ポンプを想
定している。なおコモンレイル式システムやユニットイ
ンジェクタシステムを用いてもよい。
つまりシリンダヘッド３ａには、噴射ノズル５が設けら
れている。燃料タンク内の燃料は燃料噴射ポンプによっ
て吸い込まれ燃料噴射管を介して燃料噴射ノズル５に吐
出される。燃料噴射ポンプはエンジン１の回転に応じて
駆動されるポンプであり一回転当たり一定容積の燃料を
吐出する。燃料噴射ポンプはジャーク式列型ポンプを想
定している。なおコモンレイル式システムやユニットイ
ンジェクタシステムを用いてもよい。
【００３９】噴射ノズル５の先端には、４つの噴孔６が
形成されている。これを図１（ｃ）に拡大して示す。噴
孔６を介してシリンダ３内（気筒内）つまり燃焼室２内
に燃料が噴射される。
形成されている。これを図１（ｃ）に拡大して示す。噴
孔６を介してシリンダ３内（気筒内）つまり燃焼室２内
に燃料が噴射される。
【００４０】噴射ノズル５から燃料が噴射される際に、
燃料は微粒化され、燃焼室２内に噴霧７が生成される。
この噴霧７が、吸気マニホールドを介して供給された空
気と混合して、混合気となる。そして燃焼室２が圧縮さ
れて着火温度に達すると混合気が燃焼する。
燃料は微粒化され、燃焼室２内に噴霧７が生成される。
この噴霧７が、吸気マニホールドを介して供給された空
気と混合して、混合気となる。そして燃焼室２が圧縮さ
れて着火温度に達すると混合気が燃焼する。
【００４１】本実施形態では、混合気が着火するまで
に、噴霧７を燃焼室２内に十分分散、拡散させるため
に、燃焼室２内で噴霧７が衝突する部位に、衝突した噴
霧７を冷却し燃焼室２内に拡散させるクーリングスポッ
ト（衝突体）８を形成している。
に、噴霧７を燃焼室２内に十分分散、拡散させるため
に、燃焼室２内で噴霧７が衝突する部位に、衝突した噴
霧７を冷却し燃焼室２内に拡散させるクーリングスポッ
ト（衝突体）８を形成している。
【００４２】第１の実施形態では、噴射ノズル５の噴孔
６の数（４つ）に応じた数（４つ）のクーリングスポッ
ト８を、燃焼室２内に形成するようにしている。
６の数（４つ）に応じた数（４つ）のクーリングスポッ
ト８を、燃焼室２内に形成するようにしている。
【００４３】すなわち４つの噴孔６に対向する部位にあ
って、ピストン４の頭部には、凸状のクーリングスポッ
ト８が４つ形成されている。図１（ｃ）は４つの噴孔６
に対向するように４つのクーリングスポット８が配置さ
れている様子を拡大して示している。
って、ピストン４の頭部には、凸状のクーリングスポッ
ト８が４つ形成されている。図１（ｃ）は４つの噴孔６
に対向するように４つのクーリングスポット８が配置さ
れている様子を拡大して示している。
【００４４】ピストン４の裏側には、通常クランクケー
ス内のエンジンオイルが導びかれ、ピストン４を冷却す
るオイルラインが形成されている。本実施形態では、エ
ンジンオイルがクーリングスポット８を通過するよう
に、オイルライン９をピストン４の裏側に形成してい
る。これによりエンジンオイルがクーリングスポット８
に導びかれクーリングスポット８が冷却される。
ス内のエンジンオイルが導びかれ、ピストン４を冷却す
るオイルラインが形成されている。本実施形態では、エ
ンジンオイルがクーリングスポット８を通過するよう
に、オイルライン９をピストン４の裏側に形成してい
る。これによりエンジンオイルがクーリングスポット８
に導びかれクーリングスポット８が冷却される。
【００４５】このため噴射ノズル５の各噴孔６から噴射
された噴霧７が各クーリングスポット８に衝突し、衝突
した際にエンジンオイルによって噴霧７が冷却され、冷
却された噴霧７が拡散する。すなわち噴霧７が冷却され
ることによって着火温度に達するまでの時間が遅れ、着
火遅れ時間が大となっている間に噴霧７が燃焼室２内に
十分に拡散する。これによって燃料と空気の混合が促進
される。燃料と空気の混合が促進されるため、局所的な
高温場をなくすことができ窒素酸化物の発生が抑制され
る。また混合気の過濃な部分がなくなり、すすの発生が
抑制される。
された噴霧７が各クーリングスポット８に衝突し、衝突
した際にエンジンオイルによって噴霧７が冷却され、冷
却された噴霧７が拡散する。すなわち噴霧７が冷却され
ることによって着火温度に達するまでの時間が遅れ、着
火遅れ時間が大となっている間に噴霧７が燃焼室２内に
十分に拡散する。これによって燃料と空気の混合が促進
される。燃料と空気の混合が促進されるため、局所的な
高温場をなくすことができ窒素酸化物の発生が抑制され
る。また混合気の過濃な部分がなくなり、すすの発生が
抑制される。
【００４６】以上のように本実施形態によれば、たとえ
噴射ノズル５から燃料を上死点付近で噴射したとして
も、着火を遅らせ着火が遅れている間に燃焼室２内にお
いて噴霧７を十分に拡散させるようにしたので、すすの
発生、窒素酸化物の発生を抑制することができる。
噴射ノズル５から燃料を上死点付近で噴射したとして
も、着火を遅らせ着火が遅れている間に燃焼室２内にお
いて噴霧７を十分に拡散させるようにしたので、すすの
発生、窒素酸化物の発生を抑制することができる。
【００４７】・第２の実施形態
図２（ａ）、（ｂ）は図１（ａ）、（ｂ）に対応する図
であり、第２の実施形態の構成を示している。なお図２
（ａ）のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面の一部拡大図は図１
（ｃ）と同様であり図示を省略している。
であり、第２の実施形態の構成を示している。なお図２
（ａ）のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面の一部拡大図は図１
（ｃ）と同様であり図示を省略している。
【００４８】第２の実施形態では、第１の実施形態と同
様に噴射ノズル５の噴孔６の数（４つ）に応じた数（４
つ）のクーリングスポット８を、燃焼室２内に形成する
ようにしている。
様に噴射ノズル５の噴孔６の数（４つ）に応じた数（４
つ）のクーリングスポット８を、燃焼室２内に形成する
ようにしている。
【００４９】すなわち４つの噴孔６に対向する部位にあ
って、シリンダヘッド３ａの下部に、凸状のクーリング
スポット８が４つ形成されている。
って、シリンダヘッド３ａの下部に、凸状のクーリング
スポット８が４つ形成されている。
【００５０】シリンダ３には、通常、エンジン１を冷却
するエンジン冷却水を通過させる冷却水通路が形成され
ている。本実施形態では、冷却水通路１９の一部１９ａ
が、燃焼室２内に突出するように、冷却水通路１９が形
成される。
するエンジン冷却水を通過させる冷却水通路が形成され
ている。本実施形態では、冷却水通路１９の一部１９ａ
が、燃焼室２内に突出するように、冷却水通路１９が形
成される。
【００５１】この燃焼室２内に突出した冷却水通路の一
部１９ａが、クーリングスポット８を構成しており、エ
ンジン冷却水がクーリングスポット８に導かれクーリン
グスポット８が冷却される。
部１９ａが、クーリングスポット８を構成しており、エ
ンジン冷却水がクーリングスポット８に導かれクーリン
グスポット８が冷却される。
【００５２】このため噴射ノズル５の各噴孔６から噴射
された噴霧７が各クーリングスポット８に衝突し、衝突
した際にエンジン冷却水によって噴霧７が冷却され、冷
却された噴霧７が拡散する。すなわち噴霧７が冷却され
ることによって着火温度に達するまでの時間が遅れ、着
火が遅れている間に噴霧７が燃焼室２内に十分に拡散す
る。
された噴霧７が各クーリングスポット８に衝突し、衝突
した際にエンジン冷却水によって噴霧７が冷却され、冷
却された噴霧７が拡散する。すなわち噴霧７が冷却され
ることによって着火温度に達するまでの時間が遅れ、着
火が遅れている間に噴霧７が燃焼室２内に十分に拡散す
る。
【００５３】以上のように本実施形態によれば、たとえ
噴射ノズル５から燃料を上死点付近で噴射したとして
も、着火を遅らせ着火が遅れている間に燃焼室２内にお
いて噴霧７を十分に拡散させるようにしたので、すすの
発生、窒素酸化物の発生を抑制することができる。
噴射ノズル５から燃料を上死点付近で噴射したとして
も、着火を遅らせ着火が遅れている間に燃焼室２内にお
いて噴霧７を十分に拡散させるようにしたので、すすの
発生、窒素酸化物の発生を抑制することができる。
【００５４】・第３の実施形態
図３（ａ）、（ｂ）は図１（ａ）、（ｂ）に対応する図
であり、第３の実施形態の構成を示している。なお図３
（ａ）のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面の一部拡大図は図１
（ｃ）と同様であり図示を省略している。
であり、第３の実施形態の構成を示している。なお図３
（ａ）のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面の一部拡大図は図１
（ｃ）と同様であり図示を省略している。
【００５５】第３の実施形態では、第１の実施形態と同
様に噴射ノズル５の噴孔６の数（４つ）に応じた数（４
つ）のクーリングスポット８を、燃焼室２内に形成する
ようにしている。
様に噴射ノズル５の噴孔６の数（４つ）に応じた数（４
つ）のクーリングスポット８を、燃焼室２内に形成する
ようにしている。
【００５６】すなわち４つの噴孔６に対向する部位にあ
って、シリンダヘッド３ａの下部に、凸状のクーリング
スポット８が４つ形成されている。
って、シリンダヘッド３ａの下部に、凸状のクーリング
スポット８が４つ形成されている。
【００５７】本実施形態では、ヒートパイプ１０をクー
リングスポット８としている。ヒートパイプとしてのク
ーリングスポット８は、燃焼室２内に突出するように設
けられている。ヒートパイプ１０は通常グロープラグが
設けられる部位に設けることができる。ヒートパイプ１
０が作動することによりヒートパイプとしてのクーリン
グスポット８が冷却する。
リングスポット８としている。ヒートパイプとしてのク
ーリングスポット８は、燃焼室２内に突出するように設
けられている。ヒートパイプ１０は通常グロープラグが
設けられる部位に設けることができる。ヒートパイプ１
０が作動することによりヒートパイプとしてのクーリン
グスポット８が冷却する。
【００５８】このため噴射ノズル５の各噴孔６から噴射
された噴霧７が各クーリングスポット８に衝突し、衝突
した際にヒートパイプ１０によって噴霧７が冷却され、
冷却された噴霧７が拡散する。すなわち噴霧７が冷却さ
れることによって着火温度に達するまでの時間が遅れ、
着火が遅れている間に噴霧７が燃焼室２内に十分に拡散
する。
された噴霧７が各クーリングスポット８に衝突し、衝突
した際にヒートパイプ１０によって噴霧７が冷却され、
冷却された噴霧７が拡散する。すなわち噴霧７が冷却さ
れることによって着火温度に達するまでの時間が遅れ、
着火が遅れている間に噴霧７が燃焼室２内に十分に拡散
する。
【００５９】以上のように本実施形態によれば、たとえ
噴射ノズル５から燃料を上死点付近で噴射したとして
も、着火を遅らせ着火が遅れている間に燃焼室２内にお
いて噴霧７を十分に拡散させるようにしたので、すすの
発生、窒素酸化物の発生を抑制することができる。
噴射ノズル５から燃料を上死点付近で噴射したとして
も、着火を遅らせ着火が遅れている間に燃焼室２内にお
いて噴霧７を十分に拡散させるようにしたので、すすの
発生、窒素酸化物の発生を抑制することができる。
【００６０】・第４の実施形態
上述した第３の実施形態では、ヒートパイプ１０によっ
てクーリングスポット８を構成しているが、冷却するこ
とができる機器であればよくヒートパイプ１０の代わり
に熱電素子を使用してもよい。
てクーリングスポット８を構成しているが、冷却するこ
とができる機器であればよくヒートパイプ１０の代わり
に熱電素子を使用してもよい。
【００６１】上述した第１〜第４の各実施形態では、燃
焼室２内にクーリングスポット８を４つ形成している
が、クーリングスポット８の数は任意であり、たとえば
噴孔６の数が６つあれば、これに対応して６つ設けるよ
うにしてもよい。
焼室２内にクーリングスポット８を４つ形成している
が、クーリングスポット８の数は任意であり、たとえば
噴孔６の数が６つあれば、これに対応して６つ設けるよ
うにしてもよい。
【００６２】また上述した各実施形態では、噴射ノズル
５の噴孔６の数に応じた数のクーリングポット８を形成
しているが、クーリングスポット８の数は、噴孔６の数
に限定されるものではなく、噴孔６の数とは無関係の数
のクーリングスポット８を形成してもよい。
５の噴孔６の数に応じた数のクーリングポット８を形成
しているが、クーリングスポット８の数は、噴孔６の数
に限定されるものではなく、噴孔６の数とは無関係の数
のクーリングスポット８を形成してもよい。
【００６３】また上述した各実施形態では、クーリング
スポット８を冷却する場合のみ想定しているが、エンジ
ン１の状態によってはクーリングスポット８を加熱して
燃焼効率を向上させてもよい。
スポット８を冷却する場合のみ想定しているが、エンジ
ン１の状態によってはクーリングスポット８を加熱して
燃焼効率を向上させてもよい。
【００６４】すなわち上述した各実施形態のクーリング
スポット８にヒータなどの加熱手段を設ける等して、エ
ンジン１の状態に応じてクーリングスポット８を加熱し
て、燃焼効率を向上させることができる。
スポット８にヒータなどの加熱手段を設ける等して、エ
ンジン１の状態に応じてクーリングスポット８を加熱し
て、燃焼効率を向上させることができる。
【００６５】とりわけ第４の実施形態で説明したよう
に、熱電素子をクーリングスポット８として構成した場
合には、熱電素子の通電方向を逆転させることにより、
クーリングスポット８を加熱することができる。このた
め別途ヒータ等の加熱手段を設ける必要がない。
に、熱電素子をクーリングスポット８として構成した場
合には、熱電素子の通電方向を逆転させることにより、
クーリングスポット８を加熱することができる。このた
め別途ヒータ等の加熱手段を設ける必要がない。
【００６６】つぎにクーリングスポット８を加熱可能と
した場合の好適な実施形態について説明する。
した場合の好適な実施形態について説明する。
【００６７】・第５の実施形態
まずエンジン１の始動時には、燃焼室２が低温になって
おり、燃焼に適した温度になっていないので、クーリン
グスポット８を加熱して低温時における燃焼効率を向上
させる。
おり、燃焼に適した温度になっていないので、クーリン
グスポット８を加熱して低温時における燃焼効率を向上
させる。
【００６８】エンジン１の始動後には、燃焼室２が適温
まで上昇するので、クーリングスポット８を冷却して、
衝突した噴霧７を冷却して着火を遅らせ着火が遅れてい
る間に噴霧７を燃焼室２内に拡散させ、すす、窒素酸化
物の発生を抑制する。
まで上昇するので、クーリングスポット８を冷却して、
衝突した噴霧７を冷却して着火を遅らせ着火が遅れてい
る間に噴霧７を燃焼室２内に拡散させ、すす、窒素酸化
物の発生を抑制する。
【図１】図１は第１の実施形態の燃焼室の構成を示す図
であり、図１（ａ）は燃焼室を上面からみた図であり、
図１（ｂ）は燃焼室を側面からみた図１（ａ）のＡ−Ａ
断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面、
Ｂ−Ｂ断面の一部を拡大して示す図である。
であり、図１（ａ）は燃焼室を上面からみた図であり、
図１（ｂ）は燃焼室を側面からみた図１（ａ）のＡ−Ａ
断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面、
Ｂ−Ｂ断面の一部を拡大して示す図である。
【図２】図２は第２の実施形態の燃焼室の構成を示す図
であり、図２（ａ）は燃焼室を上面からみた図であり、
図２（ｂ）は燃焼室を側面からみた図２（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。
であり、図２（ａ）は燃焼室を上面からみた図であり、
図２（ｂ）は燃焼室を側面からみた図２（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。
【図３】図３は第３の実施形態または第４の実施形態の
燃焼室の構成を示す図であり、図３（ａ）は燃焼室を上
面からみた図であり、図３（ｂ）は燃焼室を側面からみ
た図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
燃焼室の構成を示す図であり、図３（ａ）は燃焼室を上
面からみた図であり、図３（ｂ）は燃焼室を側面からみ
た図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
１ エンジン
２ 燃焼室
３ シリンダ
４ ピストン
５ 噴射ノズル
６ 噴孔
７ 噴霧
８ クーリングスポット
９ オイルライン
１０ ヒートパイプまたは熱電素子
１９ 冷却水通路
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｆ０２Ｆ 1/24 Ａ
1/40 1/40 Ａ
3/22 3/22 Ａ
3/26 3/26 Ａ
Ｆ０２Ｍ 31/20 Ｆ０２Ｍ 31/20 Ｊ
Ｆターム(参考） 3G023 AA07 AB05 AC04 AD02 AD03
AD09 AD10 AG01
3G024 AA02 CA03 CA26 DA02 FA00
Claims (4)
- 【請求項１】 燃焼室内に燃料を噴射して、前記燃
焼室内に噴霧を生成するディーゼルエンジンにおいて、 前記燃焼室内で噴霧が衝突する部位に、衝突した噴霧を
冷却して前記燃焼室内に拡散させるクーリングスポット
を、形成したことを特徴とするディーゼルエンジン。 - 【請求項２】 前記クーリングスポットに、加熱手
段を設けたことを特徴とする請求項１記載のディーゼル
エンジン。 - 【請求項３】 燃焼室内に燃料を噴射して、前記燃
焼室内に噴霧を生成しこの生成した噴霧を燃焼させるデ
ィーゼルエンジンの燃焼方法において、 前記燃焼室内で衝突体に噴霧を衝突させ、衝突した噴霧
を冷却し、前記燃焼室内に拡散させることを特徴とする
ディーゼルエンジンの燃焼方法。 - 【請求項４】 燃焼室内に燃料を噴射して、噴射し
た燃料を燃焼させるディーゼルエンジンの燃焼方法にお
いて、 ディーゼルエンジンの始動時には、前記燃焼室内の衝突
体を加熱し、 ディーゼルエンジンの始動後は、前記燃焼室内の衝突体
を冷却することを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001371631A JP2003172144A (ja) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | ディーゼルエンジンおよびディーゼルエンジンの燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001371631A JP2003172144A (ja) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | ディーゼルエンジンおよびディーゼルエンジンの燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003172144A true JP2003172144A (ja) | 2003-06-20 |
Family
ID=19180649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001371631A Withdrawn JP2003172144A (ja) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | ディーゼルエンジンおよびディーゼルエンジンの燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003172144A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2859245A1 (fr) * | 2003-08-28 | 2005-03-04 | Renault Sa | Piston pour moteur a combustion interne a allumage par compression |
| JP2008069771A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Caterpillar Inc | 熱電システム |
| WO2009078119A1 (ja) | 2007-12-17 | 2009-06-25 | Ihi Corporation | ディーゼルエンジンの燃料噴射方法及びディーゼルエンジン |
| GR20080100496A (el) * | 2008-07-25 | 2010-02-24 | Διονυσιος Χαραλαμπους Χοϊδας | Εμβολο παλινδρομικης μεκ |
| FR2963669A1 (fr) * | 2010-08-06 | 2012-02-10 | Jean Francois Chiandetti | Echangeur thermique interne pour moteur a combustion externe, compresseur isotherme, pompe a chaleur et mecanisme refrigerant place au sein du volume de travail |
| US8534262B2 (en) | 2007-12-13 | 2013-09-17 | Ihi Corporation | Fuel injection method for diesel engine and diesel engine |
-
2001
- 2001-12-05 JP JP2001371631A patent/JP2003172144A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2859245A1 (fr) * | 2003-08-28 | 2005-03-04 | Renault Sa | Piston pour moteur a combustion interne a allumage par compression |
| JP2008069771A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Caterpillar Inc | 熱電システム |
| US8534262B2 (en) | 2007-12-13 | 2013-09-17 | Ihi Corporation | Fuel injection method for diesel engine and diesel engine |
| WO2009078119A1 (ja) | 2007-12-17 | 2009-06-25 | Ihi Corporation | ディーゼルエンジンの燃料噴射方法及びディーゼルエンジン |
| US8418673B2 (en) | 2007-12-17 | 2013-04-16 | Ihi Corporation | Fuel injection method for diesel engine and diesel engine |
| GR20080100496A (el) * | 2008-07-25 | 2010-02-24 | Διονυσιος Χαραλαμπους Χοϊδας | Εμβολο παλινδρομικης μεκ |
| FR2963669A1 (fr) * | 2010-08-06 | 2012-02-10 | Jean Francois Chiandetti | Echangeur thermique interne pour moteur a combustion externe, compresseur isotherme, pompe a chaleur et mecanisme refrigerant place au sein du volume de travail |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050301 |