JP2003254063A - Combustion chamber of engine and combustion method of engine - Google Patents

Combustion chamber of engine and combustion method of engine

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JP2003254063A
JP2003254063A JP2002060552A JP2002060552A JP2003254063A JP 2003254063 A JP2003254063 A JP 2003254063A JP 2002060552 A JP2002060552 A JP 2002060552A JP 2002060552 A JP2002060552 A JP 2002060552A JP 2003254063 A JP2003254063 A JP 2003254063A
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fuel
chamber
combustion chamber
inert
injection nozzle
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和隆 服部
Taisuke Murotani
泰輔 室谷
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain generation of soot and nitrogen oxides by sufficiently accelerating diffusion of a fuel in a combustion chamber. <P>SOLUTION: Between a fuel injection nozzle 7 and a main combustion chamber 4, a cold inert chamber 11 is formed in which a great deal of gas inert for the fuel injected from the fuel injection nozzle 7 is present and which introduces the fuel to the main combustion chamber 4. An engine cooling water passage is provided to a cylinder head. Accordingly, an air inside the cold inert chamber 11 is cooled by an engine cooling water and is made lower in temperature than an air inside the main combustion chamber 4. As a result, ignition delay is increased to accelerate the diffusion of the fuel, thereby restraining generation of soot and nitrogen oxides. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン、特にデ
ィーゼルエンジンに関し、ディーゼルエンジンの燃焼室
および燃焼方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine, particularly a diesel engine, and more particularly to a combustion chamber and a combustion method for the diesel engine.

【0002】[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より多く排出されたり、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。
2. Description of the Related Art Diesel engines have advantages in thermal efficiency and durability under severe conditions (high load continuous operation) as compared with gasoline engines. However, on the other hand, nitrogen oxides NOx
However, the exhaust is not clean and is environmentally unfavorable. For example, it is discharged more than a gasoline engine or soot (particulate emission) is discharged. Therefore, reduction of NOx and soot are required for diesel engines. It is also desired to further improve the fuel efficiency of diesel engines and reduce noise.

【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。
In a diesel engine, fuel is injected from a nozzle hole of a fuel injection nozzle into a combustion chamber (compression chamber) compressed by a piston to generate a spray to burn the fuel.

【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
分に拡散しないうちに燃焼するため、すすが発生した
り、局所的な高温場で窒素酸化物が多く発生したりす
る。
In a normal diesel engine, fuel is injected into a combustion chamber (cylinder) from a nozzle hole of a fuel injection nozzle during a predetermined injection period near the top dead center (TDC) to generate combustion energy. I am trying to let you. However, since the fuel burns before it is sufficiently diffused, soot is generated and a large amount of nitrogen oxides is generated in a local high temperature field.

【0005】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、拡散の促進を図る
ことも考えられる。
In order to solve these problems, it is possible to inject fuel earlier than near the compression top dead center to promote diffusion.

【0006】しかし早期に燃料を噴射することにする
と、早期着火により逆回転力が発生し燃費の悪化を招い
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。
However, if the fuel is injected at an early stage, there is a problem in that a reverse rotation force is generated due to early ignition, resulting in deterioration of fuel efficiency, and that fuel adheres to the wall surface of the cylinder liner and is discharged as unburned fuel. Occur.

【0007】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、燃焼室内において拡散を十分に促進して、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。
The present invention has been made in view of these circumstances, and it is an object of the present invention to sufficiently promote diffusion in the combustion chamber and suppress soot generation and nitrogen oxide generation.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段および作用、効果】第1発
明は、エンジンの燃焼室において、主燃焼室内に空気を
供給するとともに圧縮行程中の所定の時期に燃料噴射ノ
ズルから燃料を噴射し、これら空気と燃料の混合気を生
成し燃焼を行うに際して、前記燃料噴射ノズルと前記主
燃焼室との間に、前記燃料噴射ノズルから噴射された燃
料にとって不活性な気体が多く存在し、燃料を前記主燃
焼室に導く不活性室を形成したことを特徴とする。
The first aspect of the present invention is to supply air into a main combustion chamber of a combustion chamber of an engine and to inject fuel from a fuel injection nozzle at a predetermined time during a compression stroke. When the mixture of air and fuel is generated and burned, a large amount of gas inert to the fuel injected from the fuel injection nozzle exists between the fuel injection nozzle and the main combustion chamber, and It is characterized in that an inert chamber leading to the main combustion chamber is formed.

【0009】図2に示すように、燃料噴射ノズル7と主
燃焼室4との間に、燃料噴射ノズル7から噴射された燃
料にとって不活性な気体が多く存在し、燃料を主燃焼室
4に導く不活性室11を形成する。
As shown in FIG. 2, a large amount of gas inert to the fuel injected from the fuel injection nozzle 7 exists between the fuel injection nozzle 7 and the main combustion chamber 4, and the fuel is injected into the main combustion chamber 4. A leading inert chamber 11 is formed.

【0010】不活性室11を燃料にとって不活性な気体
で満たしているので、混合気の着火時期を遅らせ、燃料
の拡散を促進することができる。このため、すす発生、
窒素酸化物発生を抑制することができる。
Since the inert chamber 11 is filled with a gas inert to the fuel, the ignition timing of the air-fuel mixture can be delayed and the diffusion of the fuel can be promoted. Therefore, soot generation,
Generation of nitrogen oxides can be suppressed.

【0011】第2発明は、エンジンの燃焼室において、
主燃焼室内に空気を供給するとともに圧縮行程中の所定
の時期に燃料噴射ノズルから燃料を噴射し、これら空気
と燃料の混合気を生成し燃焼を行うに際して、前記燃料
噴射ノズルと前記主燃焼室との間に、前記燃料噴射ノズ
ルから噴射された燃料を前記主燃焼室に導く室であっ
て、前記主燃焼室よりも低温となる冷不活性室を形成し
たことを特徴とする。
A second aspect of the present invention is a combustion chamber of an engine,
When supplying air into the main combustion chamber and injecting fuel from the fuel injection nozzle at a predetermined time during the compression stroke to generate a mixture of air and fuel for combustion, the fuel injection nozzle and the main combustion chamber And a cold inert chamber having a temperature lower than that of the main combustion chamber, which is a chamber for guiding the fuel injected from the fuel injection nozzle to the main combustion chamber.

【0012】図2に示すように、燃料噴射ノズル7と主
燃焼室4との間に、燃料噴射ノズル7から噴射された燃
料を主燃焼室4に導く室であって、主燃焼室4よりも低
温となる冷不活性室11を形成する。
As shown in FIG. 2, a chamber for guiding the fuel injected from the fuel injection nozzle 7 to the main combustion chamber 4 between the fuel injection nozzle 7 and the main combustion chamber 4, The cold inert chamber 11 is formed at a low temperature.

【0013】冷不活性室11を、主燃焼室4よりも低温
にして燃料にとって不活性な状態にしているので、混合
気の着火時期を遅らせ、燃料の拡散を促進することがで
きる。このため、すす発生、窒素酸化物発生を抑制する
ことができる。
Since the temperature of the cold inert chamber 11 is lower than that of the main combustion chamber 4 and is inactive to the fuel, the ignition timing of the air-fuel mixture can be delayed and the diffusion of the fuel can be promoted. Therefore, soot generation and nitrogen oxide generation can be suppressed.

【0014】また第2発明の冷不活性室11は、たとえ
ば図2に示すように、シリンダヘッド2aに形成され、
エンジン冷却水で冷却される。
The cold inert chamber 11 of the second invention is formed in the cylinder head 2a, for example, as shown in FIG.
Cooled with engine cooling water.

【0015】また第2発明の冷不活性室11には、たと
えば図3に示すように、水が供給される。冷不活性室1
1を主燃焼室4よりも低温に冷却するとともに冷不活性
室11内に水を供給して燃料にとって不活性な状態にし
ているので、混合気の着火時期を遅らせ、燃料の拡散を
促進することができる。このため、すす発生、窒素酸化
物発生を抑制することができる。
Water is supplied to the cold inert chamber 11 of the second invention as shown in FIG. 3, for example. Cold inert chamber 1
Since 1 is cooled to a temperature lower than that of the main combustion chamber 4 and water is supplied into the cold inert chamber 11 to make it inactive to the fuel, the ignition timing of the air-fuel mixture is delayed and the diffusion of fuel is promoted. be able to. Therefore, soot generation and nitrogen oxide generation can be suppressed.

【0016】第3発明は、エンジンの燃焼室において、
主燃焼室内に空気を供給するとともに圧縮行程中の所定
の時期に燃料噴射ノズルから燃料を噴射し、これら空気
と燃料の混合気を生成し燃焼を行うに際して、前記燃料
噴射ノズルの先端を覆い、前記主燃焼室に連通する連通
路を設けた燃焼ガス不活性室を形成し、前記燃料噴射ノ
ズルから、前記所定の時期よりも早期に前記燃焼ガス不
活性室内に燃料を噴射して前記燃焼ガス不活性室内で不
活性ガスを生成し、この不活性ガスが生成された燃焼ガ
ス不活性室を経由して前記主燃焼室内に、前記所定の時
期に前記燃料噴射ノズルから燃料を噴射することを特徴
とする。
A third aspect of the present invention is, in a combustion chamber of an engine,
While supplying air into the main combustion chamber, injecting fuel from the fuel injection nozzle at a predetermined time during the compression stroke, when producing a mixture of air and fuel and performing combustion, cover the tip of the fuel injection nozzle, A combustion gas inert chamber having a communication passage communicating with the main combustion chamber is formed, and fuel is injected from the fuel injection nozzle into the combustion gas inert chamber earlier than the predetermined time. Generating an inert gas in the inert chamber, and injecting fuel from the fuel injection nozzle at the predetermined time into the main combustion chamber via the combustion gas inert chamber in which the inert gas is generated. Characterize.

【0017】図6(a)に示すように、燃料噴射ノズル
7の先端を覆い、主燃焼室4に連通する連通路6を設け
た燃焼ガス不活性室15が形成される。燃料噴射ノズル
7から、所定の時期よりも早期に燃焼ガス不活性室15
内に燃料を噴射して燃焼させ、図6(b)に示すよう
に、燃焼ガス不活性室15内で不活性ガスを生成する。
As shown in FIG. 6 (a), a combustion gas inert chamber 15 is formed which covers the tip of the fuel injection nozzle 7 and which has a communication passage 6 communicating with the main combustion chamber 4. From the fuel injection nozzle 7 to the combustion gas inert chamber 15 earlier than a predetermined time.
The fuel is injected into the inside of the combustion chamber and burned to generate an inert gas in the combustion gas inert chamber 15, as shown in FIG. 6B.

【0018】そして、図6(c)に示すように、この不
活性ガスが生成された燃焼ガス不活性室15内に、所定
の時期に燃料噴射ノズル7から燃料が噴射される。この
ため図6(d)に示すように、上死点近傍で噴射された
燃料は、燃焼ガス不活性室15を通過する間は着火せ
ず、燃料が主燃焼室4に到達して拡散してから燃焼が始
まり、燃焼ガス不活性室15の外側の主燃焼室4で主た
る燃焼が行われる。
Then, as shown in FIG. 6 (c), fuel is injected from the fuel injection nozzle 7 into the combustion gas inert chamber 15 in which the inert gas is generated, at a predetermined time. Therefore, as shown in FIG. 6D, the fuel injected near the top dead center does not ignite while passing through the combustion gas inert chamber 15, and the fuel reaches the main combustion chamber 4 and diffuses. Then, the combustion starts, and the main combustion is performed in the main combustion chamber 4 outside the combustion gas inert chamber 15.

【0019】このように不活性室15内で先行して燃焼
を行わせ不活性室15内を燃料にとって不活性なガスが
多く存在するようにしているので、混合気の着火時期を
遅らせ、燃料の拡散を促進することができる。このた
め、すす発生、窒素酸化物発生を抑制することができ
る。
As described above, since the combustion is carried out in advance in the inert chamber 15 so that a large amount of gas inert to the fuel exists in the inert chamber 15, the ignition timing of the air-fuel mixture is delayed and the fuel is delayed. The diffusion of can be promoted. Therefore, soot generation and nitrogen oxide generation can be suppressed.

【0020】第4発明は、第3発明において、前記燃焼
ガス不活性室は、前記燃料噴射ノズル先端を内包する袋
状部材によって形成されていることを特徴とする。
A fourth invention is characterized in that, in the third invention, the combustion gas inert chamber is formed by a bag-shaped member including the tip of the fuel injection nozzle.

【0021】図6(a)に示すように、燃焼ガス不活性
室15は、燃料噴射ノズル7の先端を内包する袋状部材
によって形成されている。
As shown in FIG. 6A, the combustion gas inert chamber 15 is formed by a bag-shaped member that encloses the tip of the fuel injection nozzle 7.

【0022】第5発明は、第3発明において、前記燃焼
ガス不活性室は、前記燃料噴射ノズル先端を覆い、下方
が開口した覆い形状部材によって形成されていることを
特徴とする。
A fifth invention is characterized in that, in the third invention, the combustion gas inert chamber is formed by a cover-shaped member which covers the tip of the fuel injection nozzle and is open downward.

【0023】図7(a)に示すように、燃焼ガス不活性
室15は、燃料噴射ノズル7の先端を覆い、下方が開口
した覆い形状部材によって形成されている。
As shown in FIG. 7A, the combustion gas inert chamber 15 is formed by a cover-shaped member that covers the tip of the fuel injection nozzle 7 and that is open at the bottom.

【0024】第6発明は、エンジンの燃焼室において、
主燃焼室内に空気を供給するとともに圧縮行程中の所定
の時期に燃料噴射ノズルから燃料を噴射し、これら空気
と燃料の混合気を生成し燃焼を行うに際して、前記燃料
噴射ノズルの先端を覆い、前記主燃焼室に連通する連通
路を設けた水蒸気不活性室を形成し、前記所定の時期よ
りも早期に前記水蒸気不活性室内に水を供給して前記水
蒸気不活性室内で水蒸気を生成し、この水蒸気が生成さ
れた水蒸気不活性室を経由して前記主燃焼室内に、前記
所定の時期に前記燃料噴射ノズルから燃料を噴射するこ
とを特徴とする。
A sixth aspect of the present invention is, in a combustion chamber of an engine,
While supplying air into the main combustion chamber, injecting fuel from the fuel injection nozzle at a predetermined time during the compression stroke, when producing a mixture of air and fuel and performing combustion, cover the tip of the fuel injection nozzle, Forming a steam inert chamber provided with a communication passage communicating with the main combustion chamber, to supply water into the steam inert chamber earlier than the predetermined time to generate steam in the steam inert chamber, It is characterized in that fuel is injected from the fuel injection nozzle at the predetermined time into the main combustion chamber through the steam inert chamber in which the steam is generated.

【0025】図8(a)に示すように、燃料噴射ノズル
17の先端を覆い、主燃焼室4に連通する連通路6を設
けた水蒸気不活性室15が形成される。所定の時期より
も早期に水蒸気不活性室15内に水を供給して、図8
(b)に示すように水蒸気不活性室15内で水蒸気を生
成する。
As shown in FIG. 8A, a water vapor inert chamber 15 is formed which covers the tip of the fuel injection nozzle 17 and which is provided with a communication passage 6 communicating with the main combustion chamber 4. By supplying water into the water vapor inert chamber 15 earlier than a predetermined time, as shown in FIG.
As shown in (b), steam is generated in the steam inert chamber 15.

【0026】そして、図8(c)に示すように、この水
蒸気が生成された水蒸気不活性室15内に、所定の時期
に燃料噴射ノズル17から燃料が噴射される。水蒸気不
活性室15は先行する水注入によって、室内が燃料を着
火させない不活性の水蒸気が多く存在するようにしてい
る。このため図8(d)に示すように、上死点近傍で噴
射された燃料は、不活性室15を通過する間は着火せ
ず、燃料が主燃焼室4に到達して拡散してから燃焼が始
まり、水蒸気不活性室15の外側の主燃焼室4で主たる
燃焼が行われる。
Then, as shown in FIG. 8 (c), fuel is injected from the fuel injection nozzle 17 into the water vapor inert chamber 15 in which the water vapor has been generated, at a predetermined time. The water vapor inert chamber 15 has a large amount of inert water vapor that does not ignite the fuel in the chamber due to the preceding water injection. Therefore, as shown in FIG. 8D, the fuel injected near the top dead center does not ignite while passing through the inert chamber 15, and after the fuel reaches the main combustion chamber 4 and diffuses. Combustion starts, and main combustion is performed in the main combustion chamber 4 outside the steam inert chamber 15.

【0027】このように、不活性室15内に先行して水
を注入して不活性室15内を燃料にとって不活性な水蒸
気が多く存在するようにしているので、混合気の着火時
期を遅らせ、燃料の拡散を促進することができる。この
ため、すす発生、窒素酸化物発生を抑制することができ
る。
As described above, since water is injected in advance into the inert chamber 15 so that a large amount of water vapor is inactive in the inert chamber 15 for the fuel, the ignition timing of the air-fuel mixture is delayed. The fuel diffusion can be promoted. Therefore, soot generation and nitrogen oxide generation can be suppressed.

【0028】第7発明は、第6発明において、前記水蒸
気不活性室は、前記燃料噴射ノズル先端を内包する袋状
部材によって形成されていることを特徴とする。
A seventh invention is characterized in that, in the sixth invention, the water vapor inert chamber is formed by a bag-shaped member including the tip of the fuel injection nozzle.

【0029】図4に示すように、水蒸気不活性室15
は、燃料噴射ノズル17の先端を内包する袋状部材によ
って形成されている。
As shown in FIG. 4, the water vapor inert chamber 15
Is formed of a bag-shaped member including the tip of the fuel injection nozzle 17.

【0030】第8発明は、第6発明において、前記水蒸
気不活性室は、前記燃料噴射ノズル先端を覆い、下方が
開口した覆い形状部材によって形成されていることを特
徴とする。
An eighth invention is characterized in that, in the sixth invention, the water vapor inert chamber is formed by a cover-shaped member which covers the tip of the fuel injection nozzle and is open at the lower side.

【0031】図5に示すように、水蒸気不活性室15
は、燃料噴射ノズル17の先端を覆い、下方が開口した
覆い形状部材によって形成されている。
As shown in FIG. 5, the water vapor inert chamber 15
Is formed by a cover-shaped member that covers the tip of the fuel injection nozzle 17 and is open at the bottom.

【0032】第9発明は、エンジンの燃焼方法におい
て、圧縮行程の早期に、燃焼室の局所領域内に燃料を噴
射して、この局所領域内で先行して第1の燃焼を行い不
活性ガスを生成する工程と、この不活性ガスが生成され
た局所領域を燃料が通過するように燃焼室内に燃料を噴
射して第2の燃焼を行う工程とを含むことを特徴とす
る。
In a ninth aspect of the present invention, in an engine combustion method, fuel is injected into a local region of a combustion chamber at an early stage of a compression stroke, and first combustion is performed in the local region to carry out an inert gas. And a step of performing second combustion by injecting fuel into the combustion chamber so that the fuel passes through the local region where the inert gas is generated.

【0033】第9発明は、第3発明の装置発明を方法の
発明に置換したものである。
The ninth invention replaces the device invention of the third invention with a method invention.

【0034】第10発明は、エンジンの燃焼方法におい
て、圧縮行程の早期に、燃焼室の局所領域に水を供給し
て、この局所領域内で水蒸気を生成する工程と、この水
蒸気が生成された局所領域を燃料が通過するように燃焼
室内に燃料を噴射して燃焼を行う工程とを含むことを特
徴とする。
A tenth aspect of the present invention is, in a combustion method for an engine, a step of supplying water to a local region of a combustion chamber to generate water vapor in this local region early in a compression stroke, and this water vapor is generated. And injecting the fuel into the combustion chamber so that the fuel may pass through the local region and performing combustion.

【0035】第10発明は、第6発明の装置発明を方法
の発明に置換したものである。
The tenth invention replaces the apparatus invention of the sixth invention with a method invention.

【0036】[0036]

【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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0037】図1は後述する実施形態に共通するディー
ゼルエンジンの燃焼室の基本構成を説明するために用い
る図である。
FIG. 1 is a diagram used for explaining the basic structure of a combustion chamber of a diesel engine common to the embodiments described later.

【0038】図1(a)は後述する第3の実施形態のデ
ィーゼルエンジン1の燃焼室を側面からみた図を示して
いる。図1(b)は後述するよう燃料噴射ノズルに水供
給路を備えたディーゼルエンジン1を側面からみた拡大
断面図である。
FIG. 1A shows a side view of a combustion chamber of a diesel engine 1 according to a third embodiment which will be described later. FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of a diesel engine 1 having a fuel injection nozzle provided with a water supply passage, as will be described later, as viewed from the side.

【0039】すなわちディーゼルエンジン1は、シリン
ダ2と、シリンダ2内に摺動自在に配設され、シリンダ
2内を上下に往復移動するピストン3とから構成されて
いる。ピストン3の上部にあって略中央部には、凹状の
キャビティ3aが形成されている。ピストン3の上部と
シリンダ室が主燃焼室(圧縮室)4を構成する。主燃焼
室4はピストン3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。キ
ャビティ3aは、主燃焼室4内で主要な容積を占めてい
る。
That is, the diesel engine 1 is composed of a cylinder 2 and a piston 3 slidably arranged in the cylinder 2 and vertically reciprocating in the cylinder 2. A concave cavity 3a is formed in the upper part of the piston 3 and substantially in the center. The upper part of the piston 3 and the cylinder chamber form a main combustion chamber (compression chamber) 4. The main combustion chamber 4 is a compression chamber in which the air-fuel mixture is compressed by the piston 3 and a combustion chamber in which the fuel in the air-fuel mixture is burned. The cavity 3a occupies a main volume in the main combustion chamber 4.

【0040】主燃焼室4における燃焼の結果生成された
排気ガスは、図示しない排気弁と排気マニホールドを介
して外気に排出される。
Exhaust gas produced as a result of combustion in the main combustion chamber 4 is discharged to the outside air via an exhaust valve and an exhaust manifold (not shown).

【0041】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、吸気弁が設けられている。こ
の吸気マニホールドと吸気弁を介して主燃焼室4内に空
気が供給される。
The engine 1 is provided with an intake manifold and an intake valve (not shown) for supplying air. Air is supplied into the main combustion chamber 4 via the intake manifold and the intake valve.

【0042】主燃焼室4の上部にあってシリンダ2の頭
部つまりシリンダヘッド2aには、燃料噴射ノズルつま
りインジェクタ7が設けられている。
A fuel injection nozzle, that is, an injector 7 is provided at the head of the cylinder 2, that is, the cylinder head 2a above the main combustion chamber 4.

【0043】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7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。燃料噴射ポンプはコモンレイル式システム
を想定している。なおユニットインジェクタシステムや
ジャーク式列型ポンプを用いてもよい。
The fuel in the fuel tank is sucked by the fuel injection pump and discharged to the fuel injection nozzle 7 through the fuel injection pipe. The fuel injection pump is a pump driven according to the rotation of the engine 1, and discharges a fixed volume of fuel per rotation. The fuel injection pump is assumed to be a common rail system. A unit injector system or a jerk type row pump may be used.

【0044】燃料噴射ノズル7の先端には、たとえば4
つの噴孔8が形成されている。噴孔8を介してシリンダ
2内(気筒内)つまり主燃焼室4内に燃料が噴射され
る。
At the tip of the fuel injection nozzle 7, for example, 4
Two injection holes 8 are formed. Fuel is injected into the cylinder 2 (inside the cylinder), that is, into the main combustion chamber 4 through the injection holes 8.

【0045】燃料噴射ノズル7から燃料が噴射される際
に、燃料は微粒化され、主燃焼室4内に噴霧が生成され
る。この噴霧が、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。そして主燃焼室4が圧
縮されて着火温度に達すると混合気が燃焼する。
When the fuel is injected from the fuel injection nozzle 7, the fuel is atomized and atomized in the main combustion chamber 4. This spray mixes with the air supplied via the intake manifold to form a mixture. When the main combustion chamber 4 is compressed and reaches the ignition temperature, the air-fuel mixture burns.

【0046】燃料噴射ノズル7の先端を覆い、主燃焼室
4に連通する連通路6が壁面に設けられた不活性室15
を、主燃焼室4内に形成している。具体的には、不活性
室15は、袋状部材によって形成されており、ノズル7
の先端を内包するように、燃料噴射ノズル7によって吊
り下げられている。不活性室15の壁面には、不活性室
15の内部と外部の主燃焼室4とを連通する複数の連通
路6が形成されている。なお実施形態では連通路6を複
数形成するようにしているが、1つのみ形成する実施も
可能である。
An inert chamber 15 provided on the wall surface with a communication passage 6 covering the tip of the fuel injection nozzle 7 and communicating with the main combustion chamber 4.
Are formed in the main combustion chamber 4. Specifically, the inert chamber 15 is formed by a bag-shaped member, and the nozzle 7
It is suspended by the fuel injection nozzle 7 so as to include the tip of the. The wall surface of the inert chamber 15 is formed with a plurality of communication passages 6 that connect the interior of the inert chamber 15 and the external main combustion chamber 4 to each other. In the embodiment, a plurality of communication passages 6 are formed, but it is also possible to form only one.

【0047】後述するように燃料噴射ノズル7の噴孔8
から燃料が噴射されると、まずこの不活性室15内で混
合気が生成され、この生成された混合気が連通路6を介
して主燃焼室4に吐出されて燃焼が行われる。
As will be described later, the injection hole 8 of the fuel injection nozzle 7
When the fuel is injected from the air-fuel mixture, an air-fuel mixture is first generated in the inert chamber 15, and the generated air-fuel mixture is discharged into the main combustion chamber 4 via the communication passage 6 to perform combustion.

【0048】図1(b)は後述する第5の実施形態で使
用される燃料噴射ノズル17を示している。
FIG. 1 (b) shows a fuel injection nozzle 17 used in a fifth embodiment described later.

【0049】同図1(b)では燃料噴射ノズル17の一
部を破断面で示しており、燃料噴射ノズル17内には、
不活性室15内に水を供給する水供給路9が形成されて
いる。燃料噴射ノズル17の先端には水供給口10が開
口しており、この水供給口10は水供給路9に連通して
いる。
In FIG. 1B, a part of the fuel injection nozzle 17 is shown by a broken surface, and inside the fuel injection nozzle 17,
A water supply passage 9 for supplying water is formed in the inert chamber 15. A water supply port 10 is opened at the tip of the fuel injection nozzle 17, and the water supply port 10 communicates with the water supply passage 9.

【0050】不活性室15は、燃料噴射ノズル17の水
供給口10を内包するように、燃料噴射ノズル17に吊
り下げられている。
The inert chamber 15 is suspended from the fuel injection nozzle 17 so as to include the water supply port 10 of the fuel injection nozzle 17.

【0051】この燃料噴射ノズル17では、水の供給時
期がコントロールされ、圧縮行程の所定の時期に水が不
活性室15内に供給、注入される。
In the fuel injection nozzle 17, the supply timing of water is controlled, and water is supplied and injected into the inert chamber 15 at a predetermined timing of the compression stroke.

【0052】以下に述べる各実施形態では、主燃焼室4
に導く室に、燃料にとって不活性な気体を多く存在させ
ることによって、着火遅れを増大させて、燃料の拡散を
促進させ、もって、すす発生、窒素酸化物発生を抑制す
るようにしている。
In each of the embodiments described below, the main combustion chamber 4
By making a large amount of gas inert to the fuel in the chamber leading to the fuel cell, the ignition delay is increased and the diffusion of the fuel is promoted, so that soot generation and nitrogen oxide generation are suppressed.

【0053】・第1の実施形態 この第1の実施形態では、図2に示すように、燃料噴射
ノズル7と主燃焼室4との間に、燃料噴射ノズル7から
噴射された燃料を主燃焼室4に導く機能を有し、主燃焼
室4よりも低温となる冷不活性室11を形成している。
この冷不活性室11は図1(a)で説明した不活性室1
5に対応している。具体的には、図2に示すように燃料
噴射ノズル7は、図1(a)と比較してシリンダヘッド
2aの上方の位置に設けられる。そしてシリンダヘッド
2aに、燃料噴射ノズル7と主燃焼室4とを連通する冷
不活性室11が形成される。シリンダヘッド2aには、
エンジン冷却水が通過する通路が通常設けられている。
このためエンジン冷却水によって冷不活性室11が冷却
され冷不活性室11に満たされた空気が冷却され、主燃
焼室4内の空気よりも低温となる。なおエンジン冷却水
通路と、冷不活性室11とを近接するように配置して、
冷却の効果を高めるようにしてもよい。
First Embodiment In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the fuel injected from the fuel injection nozzle 7 is mainly burned between the fuel injection nozzle 7 and the main combustion chamber 4. A cold inert chamber 11 having a function of leading to the chamber 4 and having a temperature lower than that of the main combustion chamber 4 is formed.
This cold inert chamber 11 is the inert chamber 1 described with reference to FIG.
It corresponds to 5. Specifically, as shown in FIG. 2, the fuel injection nozzle 7 is provided at a position above the cylinder head 2a as compared with FIG. A cold inert chamber 11 that connects the fuel injection nozzle 7 and the main combustion chamber 4 is formed in the cylinder head 2a. In the cylinder head 2a,
A passage is normally provided for engine cooling water to pass through.
Therefore, the cold inert chamber 11 is cooled by the engine cooling water, the air filled in the cold inert chamber 11 is cooled, and the temperature becomes lower than that of the air in the main combustion chamber 4. The engine cooling water passage and the cold inert chamber 11 are arranged so as to be close to each other,
You may make it improve the effect of cooling.

【0054】第1の実施形態のタイミングチャートは図
10(b)に示される。
The timing chart of the first embodiment is shown in FIG.

【0055】図10は横軸にピストン3を往復移動させ
るクランクシャフトのクランク角度をとり、クランク角
度に対応して、着火(矢印で示す)、燃料噴射時期(凸
で示す)、注水時期(ハッチングで示す)のタイミング
を示したものである。
In FIG. 10, the horizontal axis indicates the crank angle of the crankshaft for reciprocating the piston 3, and the ignition (indicated by an arrow), the fuel injection timing (indicated by a convex), and the water injection timing (hatching are shown) corresponding to the crank angle. (Indicated by) is shown.

【0056】図10(a)は通常のディーゼルエンジン
のタイミングチャートを示しており、上述したように圧
縮行程(下死点(B.D.C)〜上死点(T.D.
C))のうち上死点(TDC)近傍の所定の時期に燃料
が噴射され、着火する。
FIG. 10 (a) shows a timing chart of a normal diesel engine. As described above, the compression stroke (bottom dead center (BDC) to top dead center (TD) is shown.
In C)), fuel is injected and ignited at a predetermined time near the top dead center (TDC).

【0057】同図10(b)に示すように第1の実施形
態では、図10(a)に示す通常のディーゼルエンジン
の燃料噴射時期と概略同様な時期に燃料が噴射される。
As shown in FIG. 10 (b), in the first embodiment, fuel is injected at a timing substantially similar to the fuel injection timing of the normal diesel engine shown in FIG. 10 (a).

【0058】冷不活性室11はエンジン冷却水によっ
て、室内の空気が燃料を着火させない程度に冷却されて
いる。このためエンジン1の上死点近傍で噴射された燃
料は、冷不活性室11を通過する間は着火せず、燃料が
主燃焼室4に到達して拡散してから燃焼が始まる。この
ため図10(b)に示すように、通常のディーゼルエン
ジンと同様な時期に燃料が噴射されたにもかかわらず着
火時期が通常のディーゼルエンジンよりも遅くなる(図
10(a)、(b)参照)。
The cold inert chamber 11 is cooled by the engine cooling water to the extent that the air in the chamber does not ignite the fuel. Therefore, the fuel injected in the vicinity of the top dead center of the engine 1 does not ignite while passing through the cold inert chamber 11, and the fuel reaches the main combustion chamber 4 and diffuses before combustion starts. Therefore, as shown in FIG. 10 (b), the ignition timing is later than that of the normal diesel engine, although the fuel is injected at the same time as that of the normal diesel engine (see FIGS. 10 (a) and (b)). )reference).

【0059】以上のように本第1の実施形態によれば、
冷不活性室11を主燃焼室4よりも低温に冷却して燃料
にとって不活性な状態にしているので、混合気の着火時
期を遅らせ、燃料の拡散を促進することができる。この
ため、すす発生、窒素酸化物発生を抑制することができ
る。
As described above, according to the first embodiment,
Since the cold inert chamber 11 is cooled to a temperature lower than that of the main combustion chamber 4 and is inactive to the fuel, the ignition timing of the air-fuel mixture can be delayed and the diffusion of the fuel can be promoted. Therefore, soot generation and nitrogen oxide generation can be suppressed.

【0060】・第2の実施形態 図3は第1の実施形態の変形例である第2の実施形態を
示している。
Second Embodiment FIG. 3 shows a second embodiment which is a modification of the first embodiment.

【0061】同図3に示すように、この第2の実施形態
では、第1の実施形態と同様に、シリンダヘッド2a
に、冷不活性室11が形成されている。シリンダヘッド
2aには、冷却効果を向上させると同時に冷不活性室1
1に水を供給する水供給路12が形成されている。ただ
しシリンダヘッド2aに水供給路12を形成する代わり
に図1(b)で説明したように燃料噴射ノズルに水供給
路9を形成してもよい。
As shown in FIG. 3, in the second embodiment, the cylinder head 2a is the same as in the first embodiment.
A cold inert chamber 11 is formed in the interior. The cylinder head 2a has a cooling effect at the same time as improving the cooling effect.
A water supply path 12 for supplying water to 1 is formed. However, instead of forming the water supply passage 12 in the cylinder head 2a, the water supply passage 9 may be formed in the fuel injection nozzle as described in FIG. 1B.

【0062】水の供給時期はコントロールされ、圧縮行
程の所定の時期に水が冷不活性室11内に供給、注入さ
れる。水は、燃料にとって不活性であり燃料の着火を遅
らせ、燃料と空気の混合をより促進させる役割を果た
す。なお、この第2の実施形態では、ピストン3のキャ
ビティ3aの底面に、冷不活性室11に応じた形状の突
起部3cが形成されている。
The water supply timing is controlled, and water is supplied and injected into the cold inert chamber 11 at a predetermined time in the compression stroke. Water is inert to the fuel, delays the ignition of the fuel, and serves to promote more fuel-air mixing. In the second embodiment, a protrusion 3c having a shape corresponding to the cold inert chamber 11 is formed on the bottom surface of the cavity 3a of the piston 3.

【0063】図10(c)はこの第2の実施形態のタイ
ミングチャートを示している。同図10(c)に示すよ
うに第2の実施形態では、まず圧縮行程の所定の時期に
冷不活性室11内に水が供給され、これに続いて図10
(a)に示す通常のディーゼルエンジンの燃料噴射時期
と同様な時期に燃料が噴射される。
FIG. 10C shows a timing chart of the second embodiment. As shown in FIG. 10 (c), in the second embodiment, water is first supplied into the cold inert chamber 11 at a predetermined timing of the compression stroke, and subsequently, FIG.
Fuel is injected at the same timing as the fuel injection timing of the normal diesel engine shown in (a).

【0064】冷不活性室11はエンジン冷却水によっ
て、室内の空気が燃料を着火させない程度に冷却されて
いる。さらに冷不活性室11内に水が供給されることで
燃料がさらに不活性な状態になっている。
The cold inert chamber 11 is cooled by the engine cooling water to the extent that the air in the chamber does not ignite the fuel. Further, by supplying water into the cold inert chamber 11, the fuel is in a more inactive state.

【0065】このため上死点近傍で噴射された燃料は、
冷不活性室11を通過する間は着火せず、燃料が主燃焼
室4に到達して拡散してから燃焼が始まる。このため図
10(c)に示すように、通常のディーゼルエンジンと
同様な時期に燃料が噴射されたにもかかわらず着火時期
が通常のディーゼルエンジンよりも遅くなる(図10
(a)、(c)参照)。さらに不活性室11内に水を供
給しているので燃料がさらに不活性な状態になり、第1
の実施形態と比較して着火時期が更に遅れる(図10
(b)、(c)参照)。
Therefore, the fuel injected near the top dead center is
It does not ignite while passing through the cold inert chamber 11, and combustion starts after the fuel reaches the main combustion chamber 4 and diffuses. Therefore, as shown in FIG. 10 (c), the ignition timing is later than that of the normal diesel engine, although the fuel is injected at the same timing as that of the normal diesel engine (see FIG. 10).
(See (a) and (c)). Further, since water is supplied into the inert chamber 11, the fuel becomes more inactive and the first
The ignition timing is further delayed as compared with the embodiment of FIG.
(See (b) and (c)).

【0066】以上のように本第2の実施形態によれば、
冷不活性室11を主燃焼室4よりも低温に冷却するとと
もに冷不活性室11内に水を供給して燃料にとって不活
性な状態にしているので、混合気の着火時期を遅らせ、
燃料の拡散を促進することができる。このため、すす発
生、窒素酸化物発生を抑制することができる。
As described above, according to the second embodiment,
Since the cold inert chamber 11 is cooled to a temperature lower than that of the main combustion chamber 4 and water is supplied into the cold inert chamber 11 to make it inactive to the fuel, the ignition timing of the air-fuel mixture is delayed,
The diffusion of fuel can be promoted. Therefore, soot generation and nitrogen oxide generation can be suppressed.

【0067】・第3の実施形態 つぎに不活性室への先行噴射によって先行燃焼を生じさ
せ、これにより発生した二酸化炭素等の不活性なガスに
よって、着火遅れを増大させて、燃料の拡散を促進し、
もって、すす発生、窒素酸化物発生を抑制することがで
きる実施形態について説明する。
Third Embodiment Next, the pre-combustion is generated by the pre-injection into the inert chamber, and the ignition delay is increased by the inert gas such as carbon dioxide generated thereby to diffuse the fuel. Promote,
Therefore, an embodiment capable of suppressing soot generation and nitrogen oxide generation will be described.

【0068】この第3の実施形態では、図6(a)に示
すように(図1(a)で既に説明したように)、燃料噴
射ノズル7の先端を覆い、主燃焼室4に連通する連通路
6が壁面に設けられた不活性室15を、主燃焼室4内に
形成している。具体的には、不活性室15は、袋状部材
によって形成されており、ノズル7の先端を内包するよ
うに、燃料噴射ノズル7によって吊り下げられている。
不活性室15の壁面には、不活性室15の内部と外部の
主燃焼室4とを連通する複数の連通路6が形成されてい
る。なお実施形態では連通路6を複数形成するようにし
ているが、1つのみ形成する実施も可能である。なお図
6(a)の拡大図を図4に示している。燃料噴射ノズル
17が水を注水するノズルを兼用するノズルである他
は、図4の構成は図1(a)と同じ構成である。
In the third embodiment, as shown in FIG. 6A (as already described in FIG. 1A), the tip of the fuel injection nozzle 7 is covered and communicated with the main combustion chamber 4. The inert chamber 15 having the communication passage 6 on the wall surface is formed in the main combustion chamber 4. Specifically, the inert chamber 15 is formed of a bag-shaped member and is suspended by the fuel injection nozzle 7 so as to include the tip of the nozzle 7.
The wall surface of the inert chamber 15 is formed with a plurality of communication passages 6 that connect the interior of the inert chamber 15 and the external main combustion chamber 4 to each other. In the embodiment, a plurality of communication passages 6 are formed, but it is also possible to form only one. An enlarged view of FIG. 6A is shown in FIG. The configuration of FIG. 4 is the same as that of FIG. 1A, except that the fuel injection nozzle 17 also serves as a nozzle for injecting water.

【0069】図6(a)、(b)、(c)、(d)は第
3の実施形態の動作を示す図であり、圧縮行程中のピス
トン3の移動に伴う不活性室15および主燃焼室4の変
化を示している。第3の実施形態のタイミングチャート
は図10(d)に示される。
6 (a), (b), (c) and (d) are diagrams showing the operation of the third embodiment, in which the inert chamber 15 and the main chamber accompanying the movement of the piston 3 during the compression stroke. The change of the combustion chamber 4 is shown. The timing chart of the third embodiment is shown in FIG.

【0070】すなわち図6(a)に示すように、圧縮行
程の早い時期に、燃料噴射ノズル7から全供給燃料のう
ち一部の燃料が不活性室15内に噴射される一方で、不
活性室15内に、連通路6を介して主燃焼室4より空気
が供給され不活性室15内で空気と燃料が拡散し混合す
る(図10(d)の最初の「燃料噴射」参照)。このた
め図6(b)に示すように、圧縮上死点に到達するまで
の間に、不活性室15内の混合気が着火し先行燃焼が行
われる。この先行燃焼により不活性室15内で酸素が消
費されるので、不活性室15内は、燃料にとって不活性
である二酸化炭素(CO2)や窒素(N2)や水蒸気(H
2O)などの不活性ガスが多く存在する状態になる(図
10(d)の最初の「着火」参照)。
That is, as shown in FIG. 6A, at the early stage of the compression stroke, a part of the total fuel supplied from the fuel injection nozzle 7 is injected into the inert chamber 15, while the inert gas is inactive. Air is supplied from the main combustion chamber 4 into the chamber 15 through the communication passage 6, and the air and fuel are diffused and mixed in the inert chamber 15 (see the first “fuel injection” in FIG. 10D). Therefore, as shown in FIG. 6B, the air-fuel mixture in the inert chamber 15 is ignited and the pre-combustion is performed before the compression top dead center is reached. Oxygen is consumed in the inert chamber 15 due to the preceding combustion, so that in the inert chamber 15, carbon dioxide (CO2), nitrogen (N2) and water vapor (H
A large amount of inert gas such as 2O) is present (see the first “ignition” in FIG. 10D).

【0071】つぎに図6(c)に示すように、圧縮工程
の上死点の近傍で、燃料噴射ノズル7から残りの燃料が
不活性室15内に噴射される。図10(d)に示すよう
にこの第3の実施形態では、図10(a)に示す通常の
ディーゼルエンジンの燃料噴射時期と概略同様な時期に
燃料が噴射される。不活性室15内に供給された燃料は
連通路6を介して外部の主燃焼室4に導かれる。
Next, as shown in FIG. 6C, the remaining fuel is injected into the inert chamber 15 from the fuel injection nozzle 7 near the top dead center of the compression process. As shown in FIG. 10 (d), in the third embodiment, fuel is injected at a timing substantially similar to the fuel injection timing of the normal diesel engine shown in FIG. 10 (a). The fuel supplied into the inert chamber 15 is guided to the external main combustion chamber 4 via the communication passage 6.

【0072】不活性室15は先行燃焼によって、室内に
燃料を着火させない不活性ガスが多く存在している。こ
のため図6(d)に示すように、上死点近傍で噴射され
た燃料は、不活性室15を通過する間は着火せず、燃料
が主燃焼室4に到達して拡散してから燃焼が始まり、不
活性室15の外側の主燃焼室4で燃焼ガスが生成され
る。このため図10(d)に示すように、通常のディー
ゼルエンジンと同様な時期に燃料が噴射されたにもかか
わらず着火時期が通常のディーゼルエンジンよりも遅く
なる(図10(a)、(d)参照)。
The inert chamber 15 contains a large amount of inert gas which does not ignite the fuel due to the preceding combustion. Therefore, as shown in FIG. 6 (d), the fuel injected near the top dead center does not ignite while passing through the inert chamber 15, and after the fuel reaches the main combustion chamber 4 and diffuses. Combustion starts, and combustion gas is generated in the main combustion chamber 4 outside the inert chamber 15. Therefore, as shown in FIG. 10 (d), the ignition timing is later than that of the normal diesel engine, although the fuel is injected at the same timing as that of the normal diesel engine (see FIGS. 10 (a) and (d)). )reference).

【0073】以上のように本第3の実施形態によれば、
不活性室15内で先行して燃焼を行わせ不活性室15内
を燃料にとって不活性なガスが多く存在するようにして
いるので、混合気の着火時期を遅らせ、燃料の拡散を促
進することができる。このため、すす発生、窒素酸化物
発生を抑制することができる。
As described above, according to the third embodiment,
Since the combustion is performed in advance in the inert chamber 15 so that a large amount of inert gas exists for the fuel in the inert chamber 15, the ignition timing of the air-fuel mixture is delayed and the diffusion of the fuel is promoted. You can Therefore, soot generation and nitrogen oxide generation can be suppressed.

【0074】・第4の実施形態 つぎに第3の実施形態で使用される不活性室とは異なる
形状の不活性室を使用する第4の実施形態について説明
する。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment using an inert chamber having a shape different from that of the inert chamber used in the third embodiment will be described.

【0075】この第4の実施形態では、図7(a)に示
すように、不活性室15は、下方が開口した覆い形状部
材で構成されている。すなわち図7(a)に示すよう
に、不活性室15は、覆い形状部材によって形成されて
おり、ノズル7の先端を内包するように、燃料噴射ノズ
ル7によって吊り下げられている。不活性室15の壁面
には、複数の連通路6が形成されており、下部には、主
燃焼室4に連通する開口部15aが形成されている。な
お連通路6を1つ設ける実施も可能である。この第4の
実施形態では、ピストン3のキャビティ3aの底面に、
不活性室15の開口部15aに応じた形状の突起部3b
が形成されている。なお図7(a)の拡大図を図5に示
している。燃料噴射ノズル17が水を注水するノズルを
兼用するノズルである他は、図5の構成は図7(a)と
同じ構成である。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 7A, the inert chamber 15 is composed of a cover-shaped member having an opening at the bottom. That is, as shown in FIG. 7A, the inert chamber 15 is formed by a cover-shaped member and is suspended by the fuel injection nozzle 7 so as to include the tip of the nozzle 7. A plurality of communication passages 6 are formed on the wall surface of the inert chamber 15, and an opening 15 a communicating with the main combustion chamber 4 is formed in the lower portion. It is also possible to provide one communication passage 6. In the fourth embodiment, on the bottom surface of the cavity 3a of the piston 3,
Protrusion 3b having a shape corresponding to the opening 15a of the inert chamber 15
Are formed. An enlarged view of FIG. 7A is shown in FIG. The configuration of FIG. 5 is the same as that of FIG. 7A, except that the fuel injection nozzle 17 also serves as a nozzle for injecting water.

【0076】図7(a)、(b)、(c)、(d)は第
4の実施形態の動作を示す図であり、圧縮行程中のピス
トン3の移動に伴う不活性室15および主燃焼室4の変
化を示している。第4の実施形態のタイミングチャート
は図10(e)に示される。
7 (a), (b), (c), and (d) are diagrams showing the operation of the fourth embodiment, in which the inert chamber 15 and the main chamber accompanying the movement of the piston 3 during the compression stroke. The change of the combustion chamber 4 is shown. The timing chart of the fourth embodiment is shown in FIG.

【0077】すなわち図7(a)に示すように、圧縮行
程の早い時期に、燃料噴射ノズル7から全供給燃料のう
ち一部の燃料が不活性室15内に先行して噴射される一
方で、不活性室15内に、連通路6を介して主燃焼室4
より空気が供給され不活性室15内で空気と燃料が拡散
し混合する。ただし図10(e)に示すように、第4の
実施形態の先行燃料噴射時期は、図10(d)に示す第
3の実施形態の先行燃料噴射時期よりも遅い時期である
(図10(e)の最初の「燃料噴射」参照)。このため
図7(b)に示すように、圧縮上死点に到達するまでの
間に、不活性室15内の混合気が着火し先行燃焼が行わ
れる。この先行燃焼により不活性室15内で酸素が消費
されるので、不活性室15内は、燃料にとって不活性で
ある二酸化炭素(CO2)や窒素(N2)や水蒸気などの
不活性ガスが多く存在する状態になる。この第4の実施
形態では、不活性室15の下部を開口しており、閉空間
は、図7(b)に示すように圧縮上死点付近で一時的に
形成されるのみである。このため第3の実施形態の袋状
の不活性室15と異なり、連通路6における絞り損失を
少なくすることができる(図10(e)の最初の「着
火」参照)。
That is, as shown in FIG. 7A, at the early stage of the compression stroke, a part of all the fuel supplied from the fuel injection nozzle 7 is injected into the inert chamber 15 in advance. , The main combustion chamber 4 in the inert chamber 15 via the communication passage 6.
More air is supplied, and air and fuel diffuse and mix in the inert chamber 15. However, as shown in FIG. 10 (e), the advanced fuel injection timing of the fourth embodiment is later than the advanced fuel injection timing of the third embodiment shown in FIG. 10 (d) (FIG. 10 ( e) first "fuel injection"). Therefore, as shown in FIG. 7B, the air-fuel mixture in the inert chamber 15 is ignited and the pre-combustion is performed before the compression top dead center is reached. Oxygen is consumed in the inert chamber 15 by this preceding combustion, so that in the inert chamber 15, there are many inert gases such as carbon dioxide (CO2), nitrogen (N2), and water vapor that are inactive to the fuel. Ready to go. In the fourth embodiment, the lower portion of the inert chamber 15 is opened, and the closed space is only temporarily formed near the compression top dead center as shown in FIG. 7B. Therefore, unlike the bag-shaped inert chamber 15 of the third embodiment, the throttling loss in the communication passage 6 can be reduced (see the first "ignition" in FIG. 10 (e)).

【0078】つぎに図7(c)に示すように、圧縮工程
の上死点の近傍で、燃料噴射ノズル7から残りの燃料が
不活性室15内に噴射される。図10(e)に示すよう
にこの第4の実施形態では、図10(a)に示す通常の
ディーゼルエンジンの燃料噴射時期と概略同様な時期に
燃料が噴射される。不活性室15内に供給された燃料は
連通路6、開口部15aを介して外部の主燃焼室4に導
かれる。
Next, as shown in FIG. 7C, the remaining fuel is injected from the fuel injection nozzle 7 into the inert chamber 15 near the top dead center of the compression process. As shown in FIG. 10 (e), in the fourth embodiment, fuel is injected at a timing substantially similar to the fuel injection timing of the normal diesel engine shown in FIG. 10 (a). The fuel supplied into the inert chamber 15 is guided to the external main combustion chamber 4 via the communication passage 6 and the opening 15a.

【0079】不活性室15は先行燃焼によって、室内に
燃料を着火させない不活性ガスが多く存在している。こ
のため図7(d)に示すように、上死点近傍で噴射され
た燃料は、不活性室15を通過する間は着火せず、燃料
が主燃焼室4に到達して拡散してから燃焼が始まり、不
活性室15の外側の主燃焼室4で燃焼ガスが生成され
る。このため図10(e)に示すように、通常のディー
ゼルエンジンと同様な時期に燃料が噴射されたにもかか
わらず着火時期が通常のディーゼルエンジンよりも遅く
なる(図10(a)、(e)参照)。
The inert chamber 15 contains a large amount of inert gas that does not ignite the fuel due to the preceding combustion. Therefore, as shown in FIG. 7D, the fuel injected near the top dead center does not ignite while passing through the inert chamber 15, and after the fuel reaches the main combustion chamber 4 and diffuses. Combustion starts, and combustion gas is generated in the main combustion chamber 4 outside the inert chamber 15. Therefore, as shown in FIG. 10 (e), the ignition timing is later than that of the normal diesel engine, although the fuel is injected at the same time as that of the normal diesel engine (see FIGS. 10 (a) and (e)). )reference).

【0080】以上のように本第4の実施形態によれば、
不活性室15内で先行して燃焼を行わせ不活性室15内
を燃料にとって不活性なガスが多く存在するようにして
いるので、混合気の着火時期を遅らせ、燃料の拡散を促
進することができる。このため、すす発生、窒素酸化物
発生を抑制することができる。
As described above, according to the fourth embodiment,
Since the combustion is performed in advance in the inert chamber 15 so that a large amount of inert gas exists for the fuel in the inert chamber 15, the ignition timing of the air-fuel mixture is delayed and the diffusion of the fuel is promoted. You can Therefore, soot generation and nitrogen oxide generation can be suppressed.

【0081】なお第3および第4の実施形態ともに、不
活性室15を燃料噴射ノズル7に吊り下げているが、シ
リンダヘッド2aに直接不活性室15を吊り下げるよう
にしてもよい。
Although the inert chamber 15 is suspended from the fuel injection nozzle 7 in both the third and fourth embodiments, the inert chamber 15 may be suspended directly from the cylinder head 2a.

【0082】・第5の実施形態 つぎに不活性室への水注入によって不活性室内で燃料に
とって不活性な水蒸気を生成し、これにより着火遅れを
増大させて、燃料の拡散を促進させ、もって、すす発
生、窒素酸化物発生を抑制することができる実施形態に
ついて説明する。
Fifth Embodiment Next, by injecting water into the inert chamber, water vapor that is inactive to the fuel is generated in the inert chamber, thereby increasing the ignition delay and promoting the diffusion of the fuel. An embodiment capable of suppressing soot generation and nitrogen oxide generation will be described.

【0083】図4は、この第5の実施形態の構成を示し
ており、この第5の実施形態では、図1(b)と同様
に、注水ノズルを兼用した燃料噴射ノズル17が使用さ
れる。一方不活性室15は、上述した第3の実施形態と
同様に、袋状部材で構成されている。
FIG. 4 shows the structure of the fifth embodiment. In the fifth embodiment, the fuel injection nozzle 17 which also serves as the water injection nozzle is used as in the case of FIG. 1B. . On the other hand, the inert chamber 15 is composed of a bag-shaped member as in the third embodiment described above.

【0084】図8(a)〜(d)は、上述した第3の実
施形態の図6(a)〜(d)に対応する状態を示し、図
10(f)は第5の実施形態のタイミングチャートを示
している。
FIGS. 8A to 8D show the states corresponding to FIGS. 6A to 6D of the third embodiment, and FIG. 10F shows the state of the fifth embodiment. The timing chart is shown.

【0085】すなわち図8(a)に示すように、まず圧
縮行程の比較的早期に、燃料噴射ノズル17から水が不
活性室15内に供給される(図10(f)の「注水」参
照)。また連通路6を介して不活性室15内に空気が供
給される。水は、燃料にとって不活性であり燃料の着火
を遅らせ、燃料と空気の混合をより促進させる役割を果
たす。
That is, as shown in FIG. 8 (a), first, water is supplied from the fuel injection nozzle 17 into the inert chamber 15 at a relatively early stage of the compression stroke (see "Water injection" in FIG. 10 (f)). ). Further, air is supplied into the inert chamber 15 via the communication passage 6. Water is inert to the fuel, delays the ignition of the fuel, and serves to promote more fuel-air mixing.

【0086】なお供給する水の量は、エンジン回転数、
負荷、エンジン冷却水温度、吸気温度等をパラメータに
して最適な値が定められる。ただしエンジンの始動時、
アイドル時、軽負荷時は水を注入しないか少量の注水と
することが望ましい。
The amount of water to be supplied depends on the engine speed,
The optimum value is determined using the load, engine cooling water temperature, intake air temperature, etc. as parameters. However, when starting the engine,
It is desirable not to inject water or to inject a small amount of water when idling or under a light load.

【0087】以上のように圧縮行程の早期に不活性室1
5内に水と空気が供給されるため図8(b)に示すよう
に、圧縮上死点に到達するまでの間に、不活性室15内
で、燃料にとって不活性である水蒸気が生成され、不活
性室15内は水蒸気が多く存在する状態になる。
As described above, the inert chamber 1 is provided early in the compression stroke.
Since water and air are supplied into the fuel cell 5, as shown in FIG. 8 (b), water vapor that is inert to the fuel is generated in the inert chamber 15 until the compression top dead center is reached. In the inert chamber 15, a large amount of water vapor exists.

【0088】つぎに図8(c)に示すように、圧縮工程
の上死点の近傍で、燃料噴射ノズル17から燃料が不活
性室15内に噴射される。図10(f)に示すようにこ
の第5の実施形態では、図10(a)に示す通常のディ
ーゼルエンジンの燃料噴射時期と概略同様な時期に燃料
が噴射される。不活性室15内に供給された燃料は連通
路6を介して外部の主燃焼室4に導かれる。
Next, as shown in FIG. 8C, the fuel is injected from the fuel injection nozzle 17 into the inert chamber 15 near the top dead center of the compression process. As shown in FIG. 10 (f), in the fifth embodiment, fuel is injected at a timing substantially similar to the fuel injection timing of the normal diesel engine shown in FIG. 10 (a). The fuel supplied into the inert chamber 15 is guided to the external main combustion chamber 4 via the communication passage 6.

【0089】不活性室15は先行する水注入によって、
室内に燃料を着火させない不活性の水蒸気が多く存在し
ている。このため図8(d)に示すように、上死点近傍
で噴射された燃料は、不活性室15を通過する間は着火
せず、燃料が主燃焼室4に到達して拡散してから燃焼が
始まり、不活性室15の外側の主燃焼室4で燃焼ガスが
生成される。このため図10(f)に示すように、通常
のディーゼルエンジンと同様な時期に燃料が噴射された
にもかかわらず着火時期が通常のディーゼルエンジンよ
りも遅くなる(図10(a)、(f)参照)。
The inert chamber 15 is
There are many inert water vapors that do not ignite fuel in the room. Therefore, as shown in FIG. 8D, the fuel injected near the top dead center does not ignite while passing through the inert chamber 15, and after the fuel reaches the main combustion chamber 4 and diffuses. Combustion starts, and combustion gas is generated in the main combustion chamber 4 outside the inert chamber 15. Therefore, as shown in FIG. 10 (f), the ignition timing is later than that of the normal diesel engine, although the fuel is injected at the same time as that of the normal diesel engine (FIGS. 10 (a), (f )reference).

【0090】以上のように本第5の実施形態によれば、
不活性室15内に先行して水を注入し、不活性室15内
を燃料にとって不活性な水蒸気が多く存在するようにし
ているので、混合気の着火時期を遅らせ、燃料の拡散を
促進することができる。このため、すす発生、窒素酸化
物発生を抑制することができる。
As described above, according to the fifth embodiment,
Since water is injected into the inert chamber 15 in advance so that a large amount of water vapor is inactive in the inert chamber 15 for the fuel, the ignition timing of the air-fuel mixture is delayed and the diffusion of the fuel is promoted. be able to. Therefore, soot generation and nitrogen oxide generation can be suppressed.

【0091】・第6の実施形態 つぎに第5の実施形態で使用される不活性室とは異なる
形状の不活性室を使用する第6の実施形態について説明
する。
Sixth Embodiment Next, a sixth embodiment using an inert chamber having a shape different from that of the inert chamber used in the fifth embodiment will be described.

【0092】図5は、この第6の実施形態の構成を示し
ており、この第6の実施形態では、図1(b)と同様
に、注水ノズルを兼用した燃料噴射ノズル17が使用さ
れる。一方不活性室15は、上述した第4の実施形態と
同様に、開口部15aが設けられた覆い形状部材で構成
されている。
FIG. 5 shows the configuration of the sixth embodiment. In the sixth embodiment, a fuel injection nozzle 17 that also serves as a water injection nozzle is used as in FIG. 1 (b). . On the other hand, the inert chamber 15 is composed of a cover-shaped member provided with the opening 15a, as in the above-described fourth embodiment.

【0093】図9(a)〜(d)は、上述した第4の実
施形態の図7(a)〜(d)に対応する状態を示し、図
10(g)は第6の実施形態のタイミングチャートを示
している。
FIGS. 9A to 9D show the states corresponding to FIGS. 7A to 7D of the above-described fourth embodiment, and FIG. 10G shows the state of the sixth embodiment. The timing chart is shown.

【0094】すなわち図9(a)に示すように、まず圧
縮行程の比較的早期に、燃料噴射ノズル17から水が不
活性室15内に供給される(図10(g)の「注水」参
照)。また連通路6を介して不活性室15内に空気が供
給される。
That is, as shown in FIG. 9 (a), first, water is supplied from the fuel injection nozzle 17 into the inert chamber 15 at a relatively early stage of the compression stroke (see "Water injection" in FIG. 10 (g)). ). Further, air is supplied into the inert chamber 15 via the communication passage 6.

【0095】第6の実施形態の注水時期は、図10
(f)に示す第5の実施形態の注水時期よりも遅い時期
となる(図10(g)の「注水」参照)。
The water injection timing of the sixth embodiment is shown in FIG.
This is a time later than the water injection time of the fifth embodiment shown in (f) (see "Water injection" in FIG. 10 (g)).

【0096】なお供給する水の量は、エンジン回転数、
負荷、エンジン冷却水温度、吸気温度等をパラメータに
して最適な値が定められる。ただしエンジンの始動時、
アイドル時、軽負荷時は水を注入しないか少量の注水と
することが望ましい。
The amount of water supplied depends on the engine speed,
The optimum value is determined using the load, engine cooling water temperature, intake air temperature, etc. as parameters. However, when starting the engine,
It is desirable not to inject water or to inject a small amount of water when idling or under a light load.

【0097】以上のように圧縮行程の早期に不活性室1
5内に水と空気が供給されるため図9(b)に示すよう
に、圧縮上死点に到達するまでの間に、不活性室15内
で、燃料にとって不活性である水蒸気が生成され、不活
性室15内は水蒸気が多く存在する状態になる。この第
6の実施形態では、不活性室15の下部を開口してお
り、閉空間は、図9(b)に示すように圧縮上死点付近
で一時的に形成されるのみである。このため第5の実施
形態の袋状の不活性室15と異なり、連通路6における
絞り損失を少なくすることができる。
As described above, the inert chamber 1 is provided early in the compression stroke.
Since water and air are supplied into the fuel cell 5, as shown in FIG. 9 (b), water vapor that is inactive to the fuel is generated in the inert chamber 15 until the compression top dead center is reached. In the inert chamber 15, a large amount of water vapor exists. In the sixth embodiment, the lower part of the inert chamber 15 is opened, and the closed space is only temporarily formed near the compression top dead center as shown in FIG. 9B. Therefore, unlike the bag-shaped inert chamber 15 of the fifth embodiment, the throttling loss in the communication passage 6 can be reduced.

【0098】つぎに図9(c)に示すように、圧縮工程
の上死点の近傍で、燃料噴射ノズル17から燃料が不活
性室15内に噴射される。図10(g)に示すようにこ
の第6の実施形態では、図10(a)に示す通常のディ
ーゼルエンジンの燃料噴射時期と概略同様な時期に燃料
が噴射される。不活性室15内に供給された燃料は連通
路6、開口部15aを介して外部の主燃焼室4に導かれ
る。
Next, as shown in FIG. 9C, the fuel is injected from the fuel injection nozzle 17 into the inert chamber 15 near the top dead center of the compression process. As shown in FIG. 10 (g), in the sixth embodiment, fuel is injected at a timing substantially similar to the fuel injection timing of the normal diesel engine shown in FIG. 10 (a). The fuel supplied into the inert chamber 15 is guided to the external main combustion chamber 4 via the communication passage 6 and the opening 15a.

【0099】不活性室15は先行する水注入によって、
室内に燃料を着火させない不活性の水蒸気が多く存在し
ている。このため図9(d)に示すように、上死点近傍
で噴射された燃料は、不活性室15を通過する間は着火
せず、燃料が主燃焼室4に到達して拡散してから燃焼が
始まり、不活性室15の外側の主燃焼室4で燃焼ガスが
生成される。このため図10(g)に示すように、通常
のディーゼルエンジンと同様な時期に燃料が噴射された
にもかかわらず着火時期が通常のディーゼルエンジンよ
りも遅くなる(図10(a)、(g)参照)。
The inert chamber 15 is
There are many inert water vapors that do not ignite fuel in the room. Therefore, as shown in FIG. 9D, the fuel injected near the top dead center does not ignite while passing through the inert chamber 15, and after the fuel reaches the main combustion chamber 4 and diffuses. Combustion starts, and combustion gas is generated in the main combustion chamber 4 outside the inert chamber 15. Therefore, as shown in FIG. 10 (g), the ignition timing is later than that of the normal diesel engine, although the fuel is injected at the same time as that of the normal diesel engine (see FIGS. 10 (a) and (g)). )reference).

【0100】以上のように本第6の実施形態によれば、
不活性室15内に先行して水を注入し、不活性室15内
を燃料にとって不活性な水蒸気が多く存在するようにし
ているので、混合気の着火時期を遅らせ、燃料の拡散を
促進することができる。このため、すす発生、窒素酸化
物発生を抑制することができる。
As described above, according to the sixth embodiment,
Since water is injected into the inert chamber 15 in advance so that a large amount of water vapor is inactive in the inert chamber 15 for the fuel, the ignition timing of the air-fuel mixture is delayed and the diffusion of the fuel is promoted. be able to. Therefore, soot generation and nitrogen oxide generation can be suppressed.

【0101】なお第5、第6の実施形態では、不活性室
15内に水を供給して水蒸気を生成しているが、水を供
給する代わりに直接水蒸気を供給してもよい。
In the fifth and sixth embodiments, water is supplied into the inert chamber 15 to generate steam, but steam may be supplied directly instead of supplying water.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1(a)、(b)は実施形態の燃料噴射ノズ
ルと不活性室の構成を示す図であり、図1(a)は燃焼
室を側面からみた断面図であり、図1(b)は注水ノズ
ルを兼用する燃料噴射ノズルを拡大して示す図である。
1A and 1B are views showing a configuration of a fuel injection nozzle and an inert chamber according to an embodiment, and FIG. 1A is a cross-sectional view of a combustion chamber as seen from a side surface. 1 (b) is an enlarged view showing a fuel injection nozzle that also serves as a water injection nozzle.

【図2】図2は第1の実施形態の圧縮行程の燃焼室の状
態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a state of a combustion chamber in a compression stroke according to the first embodiment.

【図3】図3は第2の実施形態の圧縮行程の燃焼室の状
態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state of a combustion chamber in a compression stroke according to a second embodiment.

【図4】図4は実施形態の燃料噴射ノズルと不活性室の
構成を示す図であり、注水ノズルを兼用する燃料噴射ノ
ズルを示す図である。
FIG. 4 is a view showing a configuration of a fuel injection nozzle and an inert chamber of the embodiment, and is a view showing a fuel injection nozzle that also serves as a water injection nozzle.

【図5】図5は実施形態の燃料噴射ノズルと不活性室の
構成を示す図であり、図4とは異なる形状の不活性室を
示すとともに注水ノズルを兼用する燃料噴射ノズルを示
す図である。
5 is a diagram showing a configuration of a fuel injection nozzle and an inert chamber of the embodiment, showing an inert chamber having a shape different from that of FIG. 4 and showing a fuel injection nozzle which also serves as a water injection nozzle. is there.

【図6】図6(a)、(b)、(c)、(d)は第3の
実施形態の圧縮行程から膨脹行程開始付近までの燃焼室
の燃焼の様子をピストンの動きに応じて示す図である。
6 (a), (b), (c) and (d) show the state of combustion in the combustion chamber from the compression stroke to the vicinity of the start of the expansion stroke according to the movement of the piston in the third embodiment. FIG.

【図7】図7(a)、(b)、(c)、(d)は第4の
実施形態の圧縮行程から膨脹行程開始付近までの燃焼室
の燃焼の様子をピストンの動きに応じて示す図である。
7 (a), (b), (c), and (d) show the state of combustion in the combustion chamber from the compression stroke to the vicinity of the start of the expansion stroke according to the movement of the piston in the fourth embodiment. FIG.

【図8】図8(a)、(b)、(c)、(d)は第5の
実施形態の圧縮行程から膨脹行程開始付近までの燃焼室
の燃焼の様子をピストンの動きに応じて示す図である。
8 (a), (b), (c) and (d) show the state of combustion in the combustion chamber from the compression stroke to the vicinity of the start of the expansion stroke of the fifth embodiment in accordance with the movement of the piston. FIG.

【図9】図9(a)、(b)、(c)、(d)は第6の
実施形態の圧縮行程から膨脹行程開始付近までの燃焼室
の燃焼の様子をピストンの動きに応じて示す図である。
9 (a), (b), (c), and (d) show the state of combustion in the combustion chamber from the compression stroke to the vicinity of the start of the expansion stroke according to the movement of the piston in the sixth embodiment. FIG.

【図10】図10(a)〜(g)はクランク角度に対応
して着火時期、燃料噴射時期注水時期を示したタイミン
グチャートであり、図10(a)は通常のディーゼルエ
ンジンのタイミングチャートを示した図で、図10
(b)〜(g)は実施形態のディーゼルエンジンのタイ
ミングチャートを示した図である。
10 (a) to 10 (g) are timing charts showing ignition timing and fuel injection timing and water injection timing corresponding to the crank angle, and FIG. 10 (a) is a timing chart of a normal diesel engine. As shown in FIG.
(B)-(g) is the figure which showed the timing chart of the diesel engine of embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 シリンダ 3 ピストン 4 主燃焼室 6 連通路 7 燃料噴射ノズル 9 水供給路 11 冷不活性室 12 水供給路 15 不活性室 17 燃料噴射ノズル 1 engine 2 cylinders 3 pistons 4 Main combustion chamber 6 passages 7 Fuel injection nozzle 9 Water supply channel 11 Cold inert chamber 12 Water supply channel 15 Inactive room 17 Fuel injection nozzle

───────────────────────────────────────────────────── 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) F02D 19/12 F02D 19/12 A F02M 25/022 F02M 25/07 570L 25/032 580C 25/07 570 61/18 340C 580 25/02 B 61/18 340 T Fターム(参考) 3G023 AA02 AA04 AA05 AB05 AC04 AD09 AD10 AD12 3G062 AA10 BA05 3G066 AA07 AB02 AB08 AD12 BA24 BA25 CC34 3G092 AA02 AB03 AB17 DF03 FA17 FA18 FA22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02D 19/12 F02D 19/12 A F02M 25/022 F02M 25/07 570L 25/032 580C 25/07 570 61 / 18 340C 580 25/02 B 61/18 340 TF term (reference) 3G023 AA02 AA04 AA05 AB05 AC04 AD09 AD10 AD12 3G062 AA10 BA05 3G066 AA07 AB02 AB08 AD12 BA24 BA25 CC34 3G092 AA02 AB03 AB17 DF03 FA17 FA18 FA18

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの燃焼室において、 主燃焼室内に空気を供給するとともに圧縮行程中の所定
の時期に燃料噴射ノズルから燃料を噴射し、これら空気
と燃料の混合気を生成し燃焼を行うに際して、 前記燃料噴射ノズルと前記主燃焼室との間に、前記燃料
噴射ノズルから噴射された燃料にとって不活性な気体が
多く存在し、燃料を前記主燃焼室に導く不活性室を形成
したことを特徴とするエンジンの燃焼室。
1. In a combustion chamber of an engine, air is supplied into the main combustion chamber and fuel is injected from a fuel injection nozzle at a predetermined time during a compression stroke to generate a mixture of the air and the fuel for combustion. At this time, between the fuel injection nozzle and the main combustion chamber, there is a large amount of gas inert to the fuel injected from the fuel injection nozzle, and an inert chamber for guiding the fuel to the main combustion chamber is formed. Combustion chamber of the engine.
【請求項2】 エンジンの燃焼室において、 主燃焼室内に空気を供給するとともに圧縮行程中の所定
の時期に燃料噴射ノズルから燃料を噴射し、これら空気
と燃料の混合気を生成し燃焼を行うに際して、 前記燃料噴射ノズルと前記主燃焼室との間に、前記燃料
噴射ノズルから噴射された燃料を前記主燃焼室に導く室
であって、前記主燃焼室よりも低温となる冷不活性室を
形成したことを特徴とするエンジンの燃焼室。
2. In a combustion chamber of an engine, air is supplied into the main combustion chamber and fuel is injected from a fuel injection nozzle at a predetermined time during a compression stroke to generate a mixture of air and fuel for combustion. At this time, a chamber for guiding the fuel injected from the fuel injection nozzle to the main combustion chamber between the fuel injection nozzle and the main combustion chamber, the cold inert chamber having a temperature lower than that of the main combustion chamber. The combustion chamber of the engine, which is characterized in that
【請求項3】 エンジンの燃焼室において、 主燃焼室内に空気を供給するとともに圧縮行程中の所定
の時期に燃料噴射ノズルから燃料を噴射し、これら空気
と燃料の混合気を生成し燃焼を行うに際して、 前記燃料噴射ノズルの先端を覆い、前記主燃焼室に連通
する連通路を設けた燃焼ガス不活性室を形成し、 前記燃料噴射ノズルから、前記所定の時期よりも早期に
前記燃焼ガス不活性室内に燃料を噴射して前記燃焼ガス
不活性室内で不活性ガスを生成し、 この不活性ガスが生成された燃焼ガス不活性室を経由し
て前記主燃焼室内に、前記所定の時期に前記燃料噴射ノ
ズルから燃料を噴射することを特徴とするエンジンの燃
焼室。
3. In a combustion chamber of an engine, air is supplied into the main combustion chamber and fuel is injected from a fuel injection nozzle at a predetermined time during a compression stroke to generate a mixture of air and fuel for combustion. At this time, a combustion gas inert chamber is formed which covers the tip of the fuel injection nozzle and has a communication passage communicating with the main combustion chamber, and the combustion gas inert chamber is formed from the fuel injection nozzle earlier than the predetermined time. Fuel is injected into the active chamber to generate an inert gas in the combustion gas inert chamber, and the inert gas is generated into the main combustion chamber through the combustion gas inert chamber at the predetermined time. A combustion chamber of an engine, characterized in that fuel is injected from the fuel injection nozzle.
【請求項4】 前記燃焼ガス不活性室は、前記燃料
噴射ノズル先端を内包する袋状部材によって形成されて
いることを特徴とする請求項3記載のエンジンの燃焼
室。
4. The combustion chamber for an engine according to claim 3, wherein the combustion gas inert chamber is formed by a bag-shaped member that encloses the tip of the fuel injection nozzle.
【請求項5】 前記燃焼ガス不活性室は、前記燃料噴
射ノズル先端を覆い、下方が開口した覆い形状部材によ
って形成されていることを特徴とする請求項3記載のエ
ンジンの燃焼室。
5. The combustion chamber for an engine according to claim 3, wherein the combustion gas inert chamber is formed by a cover-shaped member that covers the tip of the fuel injection nozzle and is open downward.
【請求項6】 エンジンの燃焼室において、 主燃焼室内に空気を供給するとともに圧縮行程中の所定
の時期に燃料噴射ノズルから燃料を噴射し、これら空気
と燃料の混合気を生成し燃焼を行うに際して、 前記燃料噴射ノズルの先端を覆い、前記主燃焼室に連通
する連通路を設けた水蒸気不活性室を形成し、 前記所定の時期よりも早期に前記水蒸気不活性室内に水
を供給して前記水蒸気不活性室内で水蒸気を生成し、 この水蒸気が生成された水蒸気不活性室を経由して前記
主燃焼室内に、前記所定の時期に前記燃料噴射ノズルか
ら燃料を噴射することを特徴とするエンジンの燃焼室。
6. In a combustion chamber of an engine, air is supplied into the main combustion chamber, and fuel is injected from a fuel injection nozzle at a predetermined time during a compression stroke to generate a mixture of air and fuel for combustion. At this time, a water vapor inert chamber that covers the tip of the fuel injection nozzle and is provided with a communication passage that communicates with the main combustion chamber is formed, and water is supplied to the water vapor inert chamber earlier than the predetermined time. Steam is generated in the steam inert chamber, and fuel is injected from the fuel injection nozzle at the predetermined time into the main combustion chamber via the steam inert chamber in which the steam is generated. Engine combustion chamber.
【請求項7】 前記水蒸気不活性室は、前記燃料噴
射ノズル先端を内包する袋状部材によって形成されてい
ることを特徴とする請求項6記載のエンジンの燃焼室。
7. The combustion chamber for an engine according to claim 6, wherein the water vapor inert chamber is formed by a bag-shaped member that encloses the tip of the fuel injection nozzle.
【請求項8】 前記水蒸気不活性室は、前記燃料噴射
ノズル先端を覆い、下方が開口した覆い形状部材によっ
て形成されていることを特徴とする請求項6記載のエン
ジンの燃焼室。
8. The combustion chamber for an engine according to claim 6, wherein the water vapor inert chamber is formed by a cover-shaped member that covers the tip of the fuel injection nozzle and is open downward.
【請求項9】 エンジンの燃焼方法において、圧縮
行程の早期に、燃焼室の局所領域内に燃料を噴射して、
この局所領域内で先行して第1の燃焼を行い不活性ガス
を生成する工程と、 この不活性ガスが生成された局所領域を燃料が通過する
ように燃焼室内に燃料を噴射して第2の燃焼を行う工程
とを含むことを特徴とするエンジンの燃焼方法。
9. An engine combustion method, comprising injecting fuel into a local region of a combustion chamber early in a compression stroke,
A step of precedingly performing the first combustion in the local region to generate an inert gas, and a step of injecting fuel into the combustion chamber so that the fuel passes through the local region in which the inert gas is generated And a step of performing combustion of the engine.
【請求項10】 エンジンの燃焼方法において、 圧縮行程の早期に、燃焼室の局所領域に水を供給して、
この局所領域内で水蒸気を生成する工程と、 この水蒸気が生成された局所領域を燃料が通過するよう
に燃焼室内に燃料を噴射して燃焼を行う工程とを含むこ
とを特徴とするエンジンの燃焼方法。
10. A combustion method for an engine, wherein water is supplied to a local region of a combustion chamber at an early stage of a compression stroke,
Combustion of an engine comprising: a step of generating water vapor in the local region; and a step of injecting fuel into the combustion chamber so that the fuel passes through the local region in which the water vapor is generated and performing combustion. Method.
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