JP2024016431A - automotive engine - Google Patents

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JP2022118546A
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繁 種田
正己 奥山
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株式会社Hse研究所
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Abstract

【課題】ガソリンの燃焼エネルギーとともに、蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーを動力に変換することができ、燃焼エネルギーと蒸気エネルギーとから所定のエンジン出力を得ることができる自動車用エンジンを提供する。【解決手段】自動車用エンジン10では、フューエルインジェクター40から噴射されたガソリンがシリンダー46の燃焼室46aに供給され、略均一の平均粒子径を有するミスト状の霧状水がミスト給水機構20からシリンダー46の燃焼室46aに給水され、ピストン47によって所定の圧縮比に圧縮された燃焼室46aのガソリンを含む混合気を点火プラグ48によって点火し、燃焼室46aの燃焼ガスの燃焼熱でミスト状の霧状水を蒸気化させ、燃焼ガスの燃焼エネルギーと蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーとを動力に変換する。【選択図】図6An object of the present invention is to provide an automobile engine that can convert the combustion energy of gasoline and the steam energy of vaporized atomized water into power, and can obtain a predetermined engine output from the combustion energy and steam energy. In an automobile engine (10), gasoline injected from a fuel injector (40) is supplied to a combustion chamber (46a) of a cylinder (46), and a mist of water having a substantially uniform average particle diameter is supplied to the cylinder (46) from a mist water supply mechanism (20). Water is supplied to the combustion chamber 46a of the combustion chamber 46, and the mixture containing gasoline in the combustion chamber 46a, which is compressed to a predetermined compression ratio by the piston 47, is ignited by the spark plug 48, and a mist-like mixture is generated by the combustion heat of the combustion gas in the combustion chamber 46a. The atomized water is vaporized, and the combustion energy of the combustion gas and the steam energy of the vaporized atomized water are converted into power. [Selection diagram] Figure 6

Description

本発明は、自動車に搭載される自動車用エンジンに関する。 The present invention relates to an automobile engine installed in an automobile.

水素エンジンと、水素エンジンの各気筒について設けられ、対応する気筒の燃焼室内又は燃焼室と連通する吸気ポート内に水を噴射する第1の水噴射手段と、水素エンジンの各吸気ポートにインテークマニホールドを介して接続された吸気通路と、吸気通路又はインテークマニホールドに配設された吸気通路内又はインテークマニホールド内に水を噴射する第2の水噴射手段と、水素エンジンの各気筒の吸気経路におけるバックファイアーの発生を検知する検知手段と、検知手段によってある気筒の吸気経路におけるバックファイアーの発生が検知された場合、バックファイアーの発生により変化する1種以上の物理量に基づき、気筒について設けられた第1の水噴射手段に噴射させる水の量と第2の水噴射手段に噴射させる水の量とを決定し、決定した量の水を噴射するように、気筒について設けられた第1の水噴射手段と第2の水噴射手段とを制御する制御手段とを備えた水素エンジンシステムが開示されている(特許文献1参照)。 a hydrogen engine; a first water injection means that is provided for each cylinder of the hydrogen engine and injects water into the combustion chamber of the corresponding cylinder or into an intake port communicating with the combustion chamber; and an intake manifold for each intake port of the hydrogen engine. a second water injection means for injecting water into the intake passage or the intake manifold, which is connected to the intake passage through the intake passage; and a second water injection means for injecting water into the intake passage or the intake manifold; a detection means for detecting the occurrence of a fire; and when the detection means detects the occurrence of a backfire in the intake path of a certain cylinder, a detection means is provided for the cylinder based on one or more physical quantities that change due to the occurrence of the backfire; A first water injection provided for the cylinder so as to determine the amount of water to be injected to the first water injection means and the amount of water to be injected to the second water injection means, and to inject the determined amount of water. A hydrogen engine system is disclosed that includes a control means for controlling the water injection means and the second water injection means (see Patent Document 1).

特開2016-118109号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-118109

前記特許文献1に開示の水素エンジンシステムは、気筒の燃焼室内又は燃焼室と連通する吸気ポート内に水を噴射するとともに、吸気通路又はインテークマニホールドに配設された吸気通路内又はインテークマニホールド内に水を噴射することで、バックファイアーによってインテークマニホールドが過度に加熱されることを抑止することができる。しかし、この水素エンジンシステムは、気筒の燃焼室内や燃焼室と連通する吸気ポート、吸気通路、インテークマニホールドに配設された吸気通路内、インテークマニホールド内に水を噴射するが、その水を動力に変換することはない。 The hydrogen engine system disclosed in Patent Document 1 injects water into a combustion chamber of a cylinder or an intake port communicating with a combustion chamber, and also injects water into an intake passage or an intake manifold disposed in an intake passage or an intake manifold. By jetting water, it is possible to prevent the intake manifold from being excessively heated due to backfire. However, this hydrogen engine system injects water into the combustion chamber of the cylinder, the intake port communicating with the combustion chamber, the intake passage, the intake passage arranged in the intake manifold, and the intake manifold. There is no conversion.

本発明の目的は、ガソリンの燃焼エネルギーとともに、蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーを動力に変換することができ、燃焼エネルギーと蒸気エネルギーとから所定のエンジン出力を得ることができるとともに、ガソリンの燃焼エネルギーと霧状水の蒸気エネルギーとによって自動車を走行させることができる自動車用エンジンを提供することにある。本発明の他の目的は、エンジン回転数(rpm)の増加又はアクセルの開度の増加に比例して蒸気エネルギーを増加させることでき、エンジン回転数(rpm)の減少又はアクセルの開度の減少に比例して蒸気エネルギーを減少させることできる自動車用エンジンを提供することにある。 An object of the present invention is to be able to convert the combustion energy of gasoline and the steam energy of vaporized atomized water into power, to obtain a predetermined engine output from the combustion energy and steam energy, and to An object of the present invention is to provide an automobile engine capable of driving the automobile using combustion energy and vapor energy of atomized water. Another object of the present invention is to increase steam energy in proportion to an increase in engine rotation speed (rpm) or an increase in accelerator opening; An object of the present invention is to provide an automobile engine capable of reducing steam energy in proportion to the amount of steam.

前記課題を解決するための本発明の前提は、ガソリンを噴射するインジェクターと、所定容積のシリンダーと、シリンダーの燃焼室を往復動するピストンと、シリンダーの燃焼室に空気又はガソリンと空気との混合気を給気する吸気バルブと、シリンダーの燃焼室から燃焼ガスを排気する排気バルブと、シリンダーの燃焼室のガソリンを含む混合気に点火する点火プラグとを有する自動車用エンジンである。 The present invention is based on an injector that injects gasoline, a cylinder with a predetermined volume, a piston that reciprocates in the combustion chamber of the cylinder, and a mixture of air or gasoline and air in the combustion chamber of the cylinder. This automobile engine has an intake valve that supplies air with air, an exhaust valve that exhausts combustion gas from a combustion chamber of a cylinder, and a spark plug that ignites a mixture containing gasoline in the combustion chamber of the cylinder.

前記前提における本発明の特徴は、自動車用エンジンが、シリンダーの燃焼室にミスト状の霧状水を給水するミスト給水機構を備え、自動車用エンジンでは、インジェクターから噴射されたガソリンがシリンダーの燃焼室に供給され、略均一の平均粒子径を有するミスト状の霧状水がミスト給水機構からシリンダーの燃焼室に給水され、ピストンによって所定の圧縮比に圧縮された燃焼室のガソリンを含む混合気を点火プラグによって点火し、燃焼室の燃焼ガスの燃焼熱でミスト状の霧状水を蒸気化させ、燃焼ガスの燃焼エネルギーと蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーとを動力に変換することにある。 A feature of the present invention based on the above premise is that an automobile engine is equipped with a mist water supply mechanism that supplies mist water to the combustion chamber of the cylinder, and in the automobile engine, gasoline injected from an injector is supplied to the combustion chamber of the cylinder. A mist-like water having a substantially uniform average particle diameter is supplied to the combustion chamber of the cylinder from the mist water supply mechanism, and the mixture containing gasoline in the combustion chamber is compressed to a predetermined compression ratio by the piston. It is ignited by a spark plug, vaporizes a mist of water using the combustion heat of the combustion gas in the combustion chamber, and converts the combustion energy of the combustion gas and the steam energy of the vaporized water into power. .

本発明の一例として、自動車用エンジンでは、空気又はガソリンと空気との混合気が吸気バルブからシリンダーの燃焼室に給気されると同時にミスト給水機構から霧状水がシリンダーの燃焼室に給水される。 As an example of the present invention, in an automobile engine, air or a mixture of gasoline and air is supplied from an intake valve to a combustion chamber of a cylinder, and at the same time, mist water is supplied from a mist water supply mechanism to a combustion chamber of a cylinder. Ru.

本発明の他の一例として、自動車用エンジンでは、そのエンジン回転数(rpm)が1000(rpm)以上になったときにミスト給水機構から霧状水がシリンダーの燃焼室に給水される。 As another example of the present invention, in an automobile engine, mist water is supplied from a mist water supply mechanism to a combustion chamber of a cylinder when the engine rotational speed (rpm) reaches 1000 (rpm) or more.

本発明の他の一例としては、自動車用エンジンが、自動車の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の増加に比例してミスト給水機構から燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc/分)を増加させ、自動車の平坦路走行時と減速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の減少に比例してミスト給水機構から燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc/分)を減少させる。 As another example of the present invention, an automobile engine supplies water from a mist water supply mechanism in proportion to an increase in engine rotation speed (rpm) when the automobile is running on a flat road, when running uphill, or when accelerating. A mist water supply mechanism that increases the amount of mist water supplied to the combustion chamber (cc/min) in proportion to the decrease in engine speed (rpm) when the car is running on a flat road or when driving at deceleration. Reduce the amount of mist water (cc/min) supplied to the combustion chamber.

本発明の他の一例として、自動車用エンジンでは、自動車の下り坂走行時においてアクセルの開度を基準として燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc/分)を決定する。 As another example of the present invention, in an automobile engine, the amount (cc/min) of mist water to be supplied to the combustion chamber is determined based on the opening degree of the accelerator when the automobile is traveling downhill.

本発明の他の一例としては、自動車用エンジンが、自動車の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の増加に比例してミスト給水機構から燃焼室に給水する霧状水の平均粒子径(μm)を増加させ、自動車の平坦路走行時と減速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の減少に比例してミスト給水機構から燃焼室に給水する霧状水の平均粒子径(μm)を減少させる。 As another example of the present invention, an automobile engine supplies water from a mist water supply mechanism in proportion to an increase in engine rotation speed (rpm) when the automobile is running on a flat road, when running uphill, or when accelerating. The average particle diameter (μm) of the mist water supplied to the combustion chamber is increased, and the mist water supply mechanism increases the average particle diameter (μm) of the mist water that is supplied to the combustion chamber, and the mist water supply mechanism The average particle size (μm) of the atomized water supplied to the combustion chamber is reduced.

本発明の他の一例としては、自動車用エンジンが、自動車の下り坂走行時とブレーキをかけた制動時とのいずれかにおいてミスト給水機構から燃焼室に給水する霧状水の平均粒子径(μm)を最小にする。 As another example of the present invention, an automobile engine has an average particle diameter (μm ) is minimized.

本発明の他の一例としては、自動車用エンジンが、シリンダーに設置されて燃焼室の燃焼温度を計測する温度センサを含み、自動車用エンジンでは、温度センサが計測した燃焼室の燃焼温度が上限温度に達したときにシリンダーの燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc/分)を増加させ、燃焼室の燃焼温度を上限温度以下に保持する。 As another example of the present invention, an automobile engine includes a temperature sensor installed in a cylinder to measure the combustion temperature of the combustion chamber, and in the automobile engine, the combustion temperature of the combustion chamber measured by the temperature sensor is the upper limit temperature. When this temperature is reached, the amount of mist water supplied to the combustion chamber of the cylinder (cc/min) is increased to maintain the combustion temperature of the combustion chamber below the upper limit temperature.

本発明の他の一例としては、ミスト給水機構が、ミスト状の霧状水を生成する霧状水生成管と、霧状水生成管に流入するエアーに含まれる不純物を除去するエアーフィルターと、エアーフィルターの下流に設置されてエアーの流量を調節する電子制御スロットルと、霧状水生成管における電子制御スロットルの下流に設置されて霧状水生成管の管内にミスト状の霧状水を噴射する水噴射ノズルとから形成されている。 As another example of the present invention, the mist water supply mechanism includes a mist water generation pipe that generates mist water, and an air filter that removes impurities contained in air flowing into the mist water production pipe. An electronically controlled throttle is installed downstream of the air filter to adjust the air flow rate, and an electronically controlled throttle is installed downstream of the electronically controlled throttle in the atomized water generation tube to inject a mist of water into the atomized water generation tube. It is formed from a water injection nozzle.

本発明の他の一例としては、水噴射ノズルが、霧状水生成管の管内に向かって半円の円弧を画く噴射面を有し、ミスト状の霧状水を噴射する複数の噴射口が、噴射面に穿孔されている。 As another example of the present invention, the water injection nozzle has an injection surface that draws a semicircular arc toward the inside of the atomized water generating tube, and a plurality of injection ports that inject mist-like water. , the injection surface is perforated.

本発明の他の一例としては、ミスト給水機構が、シリンダーの燃焼室にミスト状の霧状水を直接噴射する水噴射インジェクターである。 In another example of the present invention, the mist water supply mechanism is a water injector that directly injects mist water into the combustion chamber of the cylinder.

本発明の他の一例としては、水噴射ノズルの噴射面のそれら噴射口又は水噴射インジェクターから噴射される霧状水の平均粒子径が、30~75μmの範囲にある。 In another example of the present invention, the average particle size of the mist water injected from the injection ports of the water injection surface of the water injection nozzle or the water injection injector is in the range of 30 to 75 μm.

本発明に係る自動車用エンジンによれば、インジェクターから噴射されたガソリンがシリンダーの燃焼室に供給され、略均一の平均粒子径を有するミスト状の霧状水がミスト給水機構からシリンダーの燃焼室に給水され、ピストンによって所定の圧縮比に圧縮された燃焼室のガソリンを含む混合気を点火プラグによって点火し、燃焼室の燃焼ガスの燃焼熱でミスト状の霧状水を瞬時に蒸気化させ、燃焼ガスの燃焼エネルギーと蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーとを動力に変換するから、ガソリンを含む混合気の燃焼エネルギーとともに、蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーをエンジンの動力に変換することができ、燃焼エネルギーと蒸気エネルギーとから所定のエンジン出力を得ることができるとともに、ガソリンを含む混合気の燃焼エネルギーと霧状水の蒸気エネルギーとによって自動車を走行させることができる。 According to the automobile engine according to the present invention, gasoline injected from the injector is supplied to the combustion chamber of the cylinder, and mist-like water having a substantially uniform average particle size is supplied from the mist water supply mechanism to the combustion chamber of the cylinder. Water is supplied and the mixture containing gasoline in the combustion chamber is compressed to a predetermined compression ratio by the piston, and is ignited by the spark plug, and the mist of water is instantly vaporized by the combustion heat of the combustion gas in the combustion chamber. Since the combustion energy of combustion gas and the steam energy of vaporized mist water are converted into power, the combustion energy of the mixture containing gasoline and the steam energy of vaporized mist water are converted into power for the engine. A predetermined engine output can be obtained from the combustion energy and the steam energy, and the automobile can be driven by the combustion energy of the mixture containing gasoline and the steam energy of the atomized water.

空気又はガソリンと空気との混合気が吸気バルブからシリンダーの燃焼室に給気されると同時にミスト給水機構から霧状水がシリンダーの燃焼室に給水される自動車用エンジンは、ガソリンを含む混合気の燃焼と略同時にミスト状の霧状水を瞬時に蒸気化させることができ、燃焼ガスの燃焼エネルギーとともに蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーを動力に変換することができるとともに、燃焼エネルギーと蒸気エネルギーとから所定のエンジン出力を得ることができる。 An automobile engine, in which air or a mixture of gasoline and air is supplied from an intake valve to a combustion chamber of a cylinder, and at the same time mist water is supplied from a mist water supply mechanism to a combustion chamber of a cylinder, is a mixture containing gasoline. It is possible to instantly vaporize the mist-like water at the same time as the combustion of the water, and the steam energy of the vaporized water can be converted into power along with the combustion energy of the combustion gas, and the combustion energy and steam can be converted into power. A predetermined engine output can be obtained from the energy.

エンジン回転数(rpm)が1000(rpm)以上になったときにミスト給水機構から霧状水がシリンダーの燃焼室に給水される自動車用エンジンは、エンジン回転数(rpm)が1000(rpm)未満のアイドリング時や下り坂走行時、減速走行時に霧状水をシリンダーの燃焼室に給水したとしても、蒸気エネルギーを自動車の走行に利用することができないが、エンジン回転数(rpm)が1000(rpm)以上になる平坦路走行時や上り坂走行時、加速走行時にミスト給水機構から霧状水が燃焼室に給水されるから、蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーを自動車の走行に有効に利用することができる。自動車用エンジンは、エンジン回転数(rpm)が1000(rpm)未満の場合、霧状水をシリンダーの燃焼室に給水しないことで、無駄な蒸気エネルギーの消費を防ぐことができる。 Automotive engines in which mist water is supplied from the mist water supply mechanism to the combustion chamber of the cylinder when the engine rotation speed (rpm) is 1000 (rpm) or more, the engine rotation speed (rpm) is less than 1000 (rpm). Even if mist water is supplied to the combustion chamber of the cylinder during idling, downhill driving, or deceleration driving, the steam energy cannot be used to drive the car, but if the engine speed (rpm) is 1000 (rpm) ) When driving on a flat road, uphill, or accelerating, mist water is supplied to the combustion chamber from the mist water supply mechanism, so the steam energy of the vaporized water is effectively used for driving the car. can do. In an automobile engine, when the engine speed (rpm) is less than 1000 (rpm), mist water is not supplied to the combustion chamber of the cylinder, thereby preventing wasteful consumption of steam energy.

自動車の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の増加に比例してミスト給水機構から燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc/分)を増加させ、自動車の平坦路走行時と減速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の減少に比例してミスト給水機構から燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc/分)を減少させる自動車用エンジンは、自動車の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の増加に比例して燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc)を増加させることで、エンジン回転数(rpm)の増加に伴って蒸気エネルギーを増加させることでき、エンジン回転数(rpm)の増加に伴ってエンジン出力(kW)を増加させることができるとともに、自動車の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかにおいてエンジンをスムースに低速回転から高速回転に移行させることができる。自動車用エンジンは、自動車の平坦路走行時と減速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の減少に比例して燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc)を減少させることで、エンジン回転数(rpm)の減少に伴って蒸気エネルギーを減少せることでき、エンジン回転数(rpm)の減少に伴ってエンジン出力(kW)を減少させることができる。 The amount of mist water supplied from the mist water supply mechanism to the combustion chamber (cc/ The amount of mist water supplied from the mist water supply mechanism to the combustion chamber (cc Automotive engines that reduce water per minute (rpm) produce a mist that supplies water to the combustion chamber in proportion to the increase in engine speed (rpm) when the car is running on a flat road, when running uphill, or when accelerating. By increasing the amount of water supplied (cc), the steam energy can be increased as the engine speed (rpm) increases, and the engine output (kW) can be increased as the engine speed (rpm) increases. In addition, the engine can be smoothly shifted from low speed rotation to high speed rotation when the vehicle is traveling on a flat road, when traveling uphill, or when driving under acceleration. In an automobile engine, the amount of mist water supplied to the combustion chamber (cc) is reduced in proportion to the decrease in engine speed (rpm) when the automobile is running on a flat road or when the vehicle is decelerating. Therefore, steam energy can be reduced as the engine speed (rpm) decreases, and engine output (kW) can be reduced as the engine speed (rpm) decreases.

自動車の下り坂走行時においてアクセルの開度を基準として燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc/分)を決定する自動車用エンジンは、下り坂走行時ではエンジン回転数(rpm)が高いがアクセルを踏み込んで加速をする必要がないため、エンジン回転数(rpm)の増減によって蒸気エネルギーを増減させる必要がなく、アクセルの開度によって霧状水の給水量(cc/分)を決定することで、下り坂走行時においてアクセルの開度に応じて最適な量の霧状水を燃焼室に給水することができ、無駄な蒸気エネルギーの消費を防ぐことができる。 When a car is running downhill, the amount of mist water supplied to the combustion chamber (cc/min) is determined based on the degree of opening of the accelerator. Although expensive, there is no need to accelerate by stepping on the accelerator, so there is no need to increase or decrease steam energy by increasing or decreasing engine speed (rpm), and the amount of mist water supplied (cc/min) is determined by the degree of opening of the accelerator. By doing so, it is possible to supply the optimum amount of mist water to the combustion chamber according to the opening degree of the accelerator when driving downhill, and it is possible to prevent wasteful consumption of steam energy.

自動車の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の増加に比例してミスト給水機構から燃焼室に給水する霧状水の平均粒子径(μm)を増加させ、自動車の平坦路走行時と減速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の減少に比例してミスト給水機構から燃焼室に給水する霧状水の平均粒子径(μm)を減少させる自動車用エンジンは、自動車の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の増加に比例して燃焼室に給水する霧状水の平均粒子径(μm)を増加させることで、エンジン回転数(rpm)の増加に伴って蒸気エネルギーを増加させることでき、エンジン回転数(rpm)の増加に伴ってエンジン出力(kW)を増加させることができるとともに、自動車の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかにおいてエンジンをスムースに低速回転から高速回転に移行させることができる。自動車用エンジンは、自動車の平坦路走行時と減速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の減少に比例して燃焼室に給水する霧状水の平均粒子径(μm)を減少させることで、エンジン回転数(rpm)の減少に伴って蒸気エネルギーを減少せることでき、エンジン回転数(rpm)の減少に伴ってエンジン出力(kW)を減少させることができる。 The average particle diameter (μm) of mist water supplied from the mist water supply mechanism to the combustion chamber in proportion to the increase in engine rotation speed (rpm) when the vehicle is running on a flat road, uphill, or accelerating. ), and the average particle diameter (μm ), an automobile engine that supplies water in the form of mist to the combustion chamber in proportion to an increase in engine speed (rpm) when the automobile is running on a flat road, when running uphill, or when accelerating. By increasing the average particle diameter (μm), steam energy can be increased as the engine speed (rpm) increases, and engine power (kW) can be increased as the engine speed (rpm) increases. In addition, the engine can smoothly shift from low-speed rotation to high-speed rotation when the vehicle is traveling on a flat road, when traveling uphill, or when accelerating. Automotive engines reduce the average particle size (μm) of mist water supplied to the combustion chamber in proportion to the decrease in engine rotation speed (rpm) when the car is running on a flat road or when it is decelerating. By doing so, the steam energy can be reduced as the engine speed (rpm) decreases, and the engine output (kW) can be reduced as the engine speed (rpm) decreases.

自動車の下り坂走行時とブレーキをかけた制動時とのいずれかにおいてミスト給水機構から燃焼室に給水する霧状水の平均粒子径(μm)を最小にする自動車用エンジンは、下り坂走行時ではエンジン回転数(rpm)が高いがアクセルを踏み込んで加速をする必要がないため、エンジン回転数(rpm)の増減によって蒸気エネルギーを増減させる必要がなく、下り坂走行時に霧状水の平均粒子径(μm)を最小にすることで、無駄な蒸気エネルギーの消費を防ぐことができるとともに、自動車用エンジンにかかる負荷を減少させることができる。自動車用エンジンは、自動車のブレーキをかけた制動時ではエンジン回転数(rpm)が低い状態となっているため、エンジン回転数(rpm)の増減によって霧状水の平均粒子径(μm)を増減させる必要がなく、ブレーキをかけた制動時に霧状水の平均粒子径(μm)を最小にすることで、無駄な蒸気エネルギーの消費を防ぐことができ、自動車用エンジンにかかる負荷を減少させることができる。 An automobile engine that minimizes the average particle diameter (μm) of the mist water supplied from the mist water supply mechanism to the combustion chamber either when the car is running downhill or when the brakes are applied is Although the engine speed (rpm) is high, there is no need to accelerate by stepping on the accelerator, so there is no need to increase or decrease steam energy by increasing or decreasing the engine speed (rpm), and the average particles of mist water when driving downhill. By minimizing the diameter (μm), wasteful consumption of steam energy can be prevented and the load on the automobile engine can be reduced. Since the engine speed (rpm) of an automobile engine is low when the car is braking, the average particle diameter (μm) of the mist water can be increased or decreased by increasing or decreasing the engine speed (rpm). By minimizing the average particle diameter (μm) of atomized water during braking, it is possible to prevent wasted steam energy consumption and reduce the load on automobile engines. Can be done.

シリンダーに設置されて前記燃焼室の燃焼温度を計測する温度センサを含み、温度センサが計測した燃焼室の燃焼温度が上限温度に達したときにシリンダーの燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc/分)を増加させ、燃焼室の燃焼温度を上限温度以下に保持する自動車用エンジンは、上限温度に達したときにシリンダーの燃焼室に給水する霧状水の給水量を増加させることで、増加させた霧状水によって燃焼室を冷却することができ、燃焼室の温度を上限温度以下に下げることができるとともに、エンジンの不用意なオーバーヒートを防ぐことができる。 a temperature sensor installed in the cylinder to measure the combustion temperature of the combustion chamber, and an amount of mist water supplied to the combustion chamber of the cylinder when the combustion temperature of the combustion chamber measured by the temperature sensor reaches an upper limit temperature; (cc/min) to maintain the combustion temperature in the combustion chamber below the upper limit temperature.Increasing the amount of mist water supplied to the combustion chamber of the cylinder when the upper limit temperature is reached. The increased mist water can cool the combustion chamber, lower the temperature of the combustion chamber below the upper limit temperature, and prevent the engine from inadvertently overheating.

ミスト給水機構がミスト状の霧状水を生成する霧状水生成管と霧状水生成管に流入するエアーに含まれる不純物を除去するエアーフィルターとエアーフィルターの下流に設置されてエアーの流量を調節する電子制御スロットルと霧状水生成管における電子制御スロットルの下流に設置されて霧状水生成管の管内にミスト状の霧状水を噴射する水噴射ノズルとから形成されている自動車用エンジンは、ミストノズルから霧状水生成管にミスト状の霧状水が噴射され、霧状水が霧状水生成管からすべてのシリンダーの燃焼室に給水されるから、すべてのシリンダーの燃焼室に霧状水を満遍なく給水することができ、すべてのシリンダーの燃焼室において霧状水を蒸気化することで、ガソリンを含む混合気の燃焼エネルギーとともに蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーをエンジンの動力に確実に変換することができる。 The mist water supply mechanism is installed downstream of the air filter, which removes impurities contained in the air flowing into the mist water generation pipe that generates mist-like water, and the air flow rate that flows into the mist water generation pipe. An automobile engine comprising: an electronically controlled throttle to adjust; and a water injection nozzle installed downstream of the electronically controlled throttle in the atomized water generating tube to inject a mist of water into the atomized water generating tube. The mist water is injected from the mist nozzle to the atomized water generation tube, and the atomized water is supplied from the atomized water generation tube to the combustion chambers of all cylinders. Atomized water can be evenly supplied, and by vaporizing the atomized water in the combustion chambers of all cylinders, the steam energy of the vaporized atomized water is used together with the combustion energy of the mixture containing gasoline to power the engine. can be reliably converted to .

ミストノズルが霧状水生成管の管内に向かって半円の円弧を画く噴射面を有し、ミスト状の霧状水を噴射する複数の噴射口が噴射面に穿孔されている自動車用エンジンは、半円の円弧を画く噴射面の複数の噴射口からミスト状の霧状水を霧状水生成管に噴射するから、霧状水生成管の管内に満遍なくミスト状の霧状水を噴射することができ、すべてのシリンダーの燃焼室に霧状水を満遍なく給水することができるとともに、ガソリンを含む混合気の燃焼エネルギーとともに蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーをエンジンの動力に確実に変換することができる。 An automobile engine in which the mist nozzle has an injection surface that forms a semicircular arc toward the inside of the mist water generating tube, and the injection surface is perforated with a plurality of injection ports that eject mist water. Since the mist-like water is injected into the mist-water generation pipe from the plurality of injection ports on the injection surface forming a semicircular arc, the mist-like mist-like water is evenly injected into the mist-like water generation pipe. This makes it possible to evenly supply atomized water to the combustion chambers of all cylinders, and to reliably convert the steam energy of the vaporized atomized water together with the combustion energy of the mixture containing gasoline into engine power. be able to.

ミスト給水機構がシリンダーの燃焼室にミスト状の霧状水を直接噴射する水噴射インジェクターである自動車用エンジンは、霧状水が水噴射インジェクターからすべてのシリンダーの燃焼室に直接噴射されるから、水噴射インジェクターからすべてのシリンダーの燃焼室に霧状水を満遍なく給水することができ、すべてのシリンダーの燃焼室において霧状水を蒸気化することで、ガソリンを含む混合気の燃焼エネルギーとともに蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーをエンジンの動力に確実に変換することができる。 In automobile engines, where the mist water supply mechanism is a water injection injector that directly injects mist water into the combustion chambers of the cylinders, the mist water is injected directly from the water injector into the combustion chambers of all cylinders. Atomized water can be evenly supplied from the water injector to the combustion chambers of all cylinders, and by vaporizing the atomized water in the combustion chambers of all cylinders, it is vaporized together with the combustion energy of the mixture containing gasoline. The steam energy of the misted water can be reliably converted into engine power.

水噴射ノズルの噴射面のそれら噴射口又は水噴射インジェクターから噴射される霧状水の平均粒子径が30~75μmの範囲にある自動車用エンジンは、前記平均粒子径の霧状水を水噴射ノズルから霧状水生成管の管内に噴射し、又は、前記平均粒子径の霧状水を水噴射インジェクターからシリンダーの燃焼室に直接噴射することで、その平均粒子径の霧状水がすべてのシリンダーの燃焼室に給水されるから、それらシリンダーの燃焼室において霧状水を確実に蒸気化することができ、ガソリンを含む混合気の燃焼エネルギーとともに蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーをエンジンの動力として利用することができる。 An automobile engine in which the average particle size of the mist water injected from the injection ports or the water injection injector on the injection surface of the water injection nozzle is in the range of 30 to 75 μm, the atomized water with the above average particle size is injected into the water injection nozzle. By injecting the atomized water with the above-mentioned average particle size into the atomized water generation pipe from the water injection injector directly into the combustion chamber of the cylinder, the atomized water with the average particle size can be injected into all the cylinders. Since the water is supplied to the combustion chambers of these cylinders, the atomized water can be reliably vaporized in the combustion chambers of these cylinders, and the steam energy of the vaporized atomized water along with the combustion energy of the mixture containing gasoline can be used to power the engine. It can be used as

自動車用エンジンを搭載した自動車の一例を示す上面図。FIG. 1 is a top view showing an example of an automobile equipped with an automobile engine. 自動車用エンジンを搭載した自動車の側面図。A side view of a car equipped with an automotive engine. 自動車用エンジンを搭載した自動車の背面図。A rear view of a car equipped with an automotive engine. 自動車用エンジンとミスト給水機構と電気系統との一例を示す配置図。The layout diagram showing an example of an automobile engine, a mist water supply mechanism, and an electrical system. 水噴射ノズルの一例を示す図。The figure which shows an example of a water injection nozzle. 一例として示す自動車用エンジンの構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an automobile engine shown as an example. 一例として示すアクセルユニットの側面図。The side view of the accelerator unit shown as an example. 一例として示すアクセルユニットの正面図。The front view of the accelerator unit shown as an example. 自動車用エンジンのエンジン回転数と霧状水の給水量との相関関係の一例を示す図。The figure which shows an example of the correlation between the engine rotation speed of an automobile engine, and the water supply amount of mist water. 自動車用エンジンのエンジン回転数と霧状水の給水量との相関関係の他の一例を示す図。The figure which shows another example of the correlation between the engine rotation speed of an automobile engine, and the water supply amount of mist water.

本発明の自動車用エンジン10を搭載した自動車11の一例を示す上面図である図1等の添付の図面を参照し、本発明に係る自動車用エンジンの詳細を説明すると、以下のとおりである。尚、図2は、自動車用エンジン10を搭載した自動車11の側面図であり、図3は、自動車用エンジン10を搭載した自動車11の背面図である。 The details of the automotive engine according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings such as FIG. 1, which is a top view showing an example of a vehicle 11 equipped with the automotive engine 10 of the present invention. Note that FIG. 2 is a side view of the vehicle 11 equipped with the vehicle engine 10, and FIG. 3 is a rear view of the vehicle 11 equipped with the vehicle engine 10.

自動車用エンジン10は、自動車11に搭載され、その燃料としてガソリンを使用する。尚、自動車用エンジン10を搭載する自動車11の車種に特に限定はない。一例として示す自動車11は、フロントエリア12(エンジンルーム)に自動車用エンジン10が搭載され、リアエリア14(タンクルーム)にガソリンタンク15(高圧タンク)及び給水ポンプユニット16(図4参照)が設置されているとともに、中間エリア13に水タンク17が配置されている。 The automobile engine 10 is installed in the automobile 11 and uses gasoline as its fuel. Note that there is no particular limitation on the type of vehicle 11 equipped with the automotive engine 10. An automobile 11 shown as an example has an automobile engine 10 mounted in a front area 12 (engine room), and a gasoline tank 15 (high pressure tank) and a water supply pump unit 16 (see FIG. 4) installed in a rear area 14 (tank room). In addition, a water tank 17 is arranged in the intermediate area 13.

ガソリンタンク15(燃料タンク)には、給油されたガソリンが収容されている。水タンク17には、水道水又は純水が収容されている。水タンク17には、注水口18(水充填口)が設置されている。水タンク17には、注水口18から水(水道水又は純水)が補給される。自動車11では、ガソリンタンク15からガソリンが自動車用エンジン10に供給され、水タンク17から給水された水(水道水又は純水)から霧状水が生成され、その霧状水がエンジン10に給水(噴射)される。 The gasoline tank 15 (fuel tank) stores filled gasoline. The water tank 17 contains tap water or pure water. A water filling port 18 (water filling port) is installed in the water tank 17 . The water tank 17 is replenished with water (tap water or pure water) from the water inlet 18 . In the automobile 11, gasoline is supplied from the gasoline tank 15 to the automobile engine 10, water mist is generated from water (tap water or pure water) supplied from the water tank 17, and the mist water is supplied to the engine 10. (injected).

自動車用エンジン10の各制御は、ECU26(エレクトロニック・コントロール・ユニット)(図6参照)によって行われる。ECU26は、中央処理部(CPU又はMPU)とメモリ(メインメモリ及びキャッシュメモリ)と大容量記憶領域とを備えた物理的なコンピュータである。 Each control of the automobile engine 10 is performed by an ECU 26 (electronic control unit) (see FIG. 6). The ECU 26 is a physical computer that includes a central processing unit (CPU or MPU), memory (main memory and cache memory), and a large capacity storage area.

ECU26は、エンジン10のエンジン回転数(rpm)を計測するエンジン回転数計測ユニットの回転数センサ19(図4参照)からエンジン回転数(rpm)を受信する。ECU26は、自動車11の走行時の角度を計測する角度センサ(図示せず)から角度信号を受信し、受信した角度信号に基づいて自動車11の平坦路走行を判断し、自動車11の上り坂走行を判断するとともに、自動車11の下り坂走行を判断する。 The ECU 26 receives the engine rotation speed (rpm) from the rotation speed sensor 19 (see FIG. 4) of the engine rotation speed measurement unit that measures the engine rotation speed (rpm) of the engine 10. The ECU 26 receives an angle signal from an angle sensor (not shown) that measures the angle when the vehicle 11 is traveling, determines whether the vehicle 11 is traveling on a flat road based on the received angle signal, and determines whether the vehicle 11 is traveling on an uphill slope. It is also determined whether the automobile 11 is traveling downhill.

ECU26は、自動車11の走行中の加速度を計測する加速度センサ(図示せず)から加速度信号を受信するととともに、自動車11の走行中の速度を計測する速度センサ(図示せず)から速度信号を受信し、受信した加速度信号及び速度信号に基づいて自動車11の加速走行を判断し、自動車11の減速走行を判断する。ECU26は、自動車11のブレーキペダル(図示せず)に設置されたブレーキセンサ(図示せず)から自動車11の走行中にブレーキがかけられたことを示すブレーキ信号を受信し、受信したブレーキ信号に基づいて自動車11の制動動作の有無を判断する。 The ECU 26 receives an acceleration signal from an acceleration sensor (not shown) that measures the acceleration of the car 11 while it is running, and also receives a speed signal from a speed sensor (not shown) that measures the speed of the car 11 while it is running. Then, based on the received acceleration signal and speed signal, it is determined whether the vehicle 11 is running at an accelerated speed or whether the vehicle 11 is running at a deceleration. The ECU 26 receives a brake signal indicating that the brake has been applied while the vehicle 11 is running from a brake sensor (not shown) installed on a brake pedal (not shown) of the vehicle 11, and uses the received brake signal to Based on this, it is determined whether or not the vehicle 11 is braking.

ECU26は、自動車11の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかの走行時にエンジン回転数(rpm)の増加に比例してミスト給水機構20(図4参照)からシリンダー46(図6参照)の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(cc/分)を増加させる給水量第1増加手段を実施する。ECU26は、自動車11の平坦路走行時と減速速走行時とのいずれかの走行時にエンジン回転数(rpm)の減少に比例してミスト給水機構20からシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(cc/分)を減少させる給水量減少手段を実施する。ECU26のキャッシュメモリ又は大容量記憶領域には、エンジン回転数(rpm)の増加と霧状水の給水量(cc/分)の増加との相関関係が記憶(格納)され、エンジン回転数(rpm)の減少と霧状水の給水量(cc/分)の減少との相関関係が記憶(格納)されている。 The ECU 26 transmits water from the mist water supply mechanism 20 (see FIG. 4) to the cylinder 46 in proportion to an increase in engine speed (rpm) when the vehicle 11 is traveling on a flat road, traveling uphill, or accelerating. A first water supply amount increasing means is implemented to increase the water supply amount (cc/min) of the mist water supplied to the combustion chamber 46a (see FIG. 6). The ECU 26 supplies mist water from the mist water supply mechanism 20 to the combustion chamber 46a of the cylinder 46 in proportion to a decrease in engine speed (rpm) when the vehicle 11 is running on a flat road or at a reduced speed. A water supply amount reduction means is implemented to reduce the water supply amount (cc/min). The cache memory or large-capacity storage area of the ECU 26 stores (stores) the correlation between an increase in engine speed (rpm) and an increase in the amount of water supply (cc/min) of atomized water. ) and the decrease in the amount of water supply (cc/min) of mist water are stored.

ECU26は、シリンダー46の燃焼室46aの燃焼温度を計測する温度センサ53から燃焼温度を受信し、受信した燃焼室46aの燃焼温度が上限温度に達したときに燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(cc/分)を増加させる給水量第2増加手段を実施する。ECU26のキャッシュメモリ又は大容量記憶領域には、燃焼室46aの燃焼温度の上限温度と上限温度に達したときの霧状水の給水量(cc/分)とが記憶(格納)されている。 The ECU 26 receives the combustion temperature from a temperature sensor 53 that measures the combustion temperature of the combustion chamber 46a of the cylinder 46, and when the received combustion temperature of the combustion chamber 46a reaches the upper limit temperature, mist water is supplied to the combustion chamber 46a. A second water supply amount increasing means is implemented to increase the water supply amount (cc/min) of the water supply amount (cc/min). The cache memory or large-capacity storage area of the ECU 26 stores (stores) the upper limit temperature of the combustion temperature of the combustion chamber 46a and the amount of mist water supplied (cc/min) when the upper limit temperature is reached.

ECU26は、自動車11の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかの走行時にエンジン回転数(rpm)の増加に比例してミスト給水機構20からシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の平均粒子径(μm)を増加させる平均粒子径増加手段を実施する。ECU26は、自動車11の平坦路走行時と減速走行時とのいずれかの走行時にエンジン回転数(rpm)の減少に比例してミスト給水機構20から燃焼室46aに給水する霧状水の平均粒子径(μm)を減少させる平均粒子径減少手段を実施する。ECU26のキャッシュメモリ又は大容量記憶領域には、エンジン回転数(rpm)の増加と霧状水の平均粒子径(μm)の増加との相関関係が記憶(格納)され、エンジン回転数(rpm)の減少と霧状水の平均粒子径(μm)の減少との相関関係が記憶(格納)されている。 The ECU 26 transmits mist from the water supply mechanism 20 to the combustion chamber 46a of the cylinder 46 in proportion to an increase in engine speed (rpm) when the vehicle 11 is traveling on a flat road, traveling uphill, or accelerating. Means for increasing the average particle size is implemented to increase the average particle size (μm) of the atomized water to be supplied. The ECU 26 controls average particles of mist water to be supplied from the mist water supply mechanism 20 to the combustion chamber 46a in proportion to a decrease in engine speed (rpm) when the automobile 11 is traveling on a flat road or decelerating. Implement mean particle size reduction means to reduce the diameter (μm). The cache memory or large-capacity storage area of the ECU 26 stores (stores) the correlation between the increase in engine speed (rpm) and the increase in the average particle diameter (μm) of atomized water, and The correlation between the decrease in the average particle diameter (μm) of the atomized water and the decrease in the average particle diameter (μm) of the atomized water is stored.

ECU26は、自動車11の下り坂走行時にアクセルペダル35(図7参照)の開度(°)(アクセルペダルの踏み込み量)を基準としてシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(cc/分)を決定する給水量決定手段を実施する。ECU26のキャッシュメモリ又は大容量記憶領域には、アクセルペダル35の開度(°)と霧状水の給水量(cc/分)との相関関係が記憶(格納)されている。ECU26は、自動車11の下り坂走行時にミスト給水機構20から燃焼室46aに給水する霧状水の平均粒子径(μm)を最小にする平均粒子径最小手段を実施する。 The ECU 26 determines the amount of mist water supplied to the combustion chamber 46a of the cylinder 46 based on the degree of opening (°) (depression amount of the accelerator pedal) of the accelerator pedal 35 (see FIG. 7) when the automobile 11 is traveling downhill. cc/min). The cache memory or large-capacity storage area of the ECU 26 stores therein the correlation between the opening degree (°) of the accelerator pedal 35 and the amount of mist water supplied (cc/min). The ECU 26 implements an average particle diameter minimizing means for minimizing the average particle diameter (μm) of the mist water supplied from the mist water supply mechanism 20 to the combustion chamber 46a when the automobile 11 travels downhill.

ECU26は、自動車11のブレーキをかけた制動時(制動中)に、ミスト給水機構20からシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(cc/分)を最小にする給水量最小手段を実施するとともに、ミスト給水機構20から燃焼室46aに給水する霧状水の平均粒子径(μm)を最小にする平均粒子径最小手段を実施する。ECU26のキャッシュメモリ又は大容量記憶領域には、霧状水の給水量(cc/分)を最小値が記憶(格納)され、霧状水の平均粒子径(μm)の最小値が記憶(格納)されている。尚、霧状水の給水量(cc/分)を最小値は、32.5(cc/分)以上33.5以下の範囲であり、霧状水の平均粒子径(μm)の最小値は、30~32μmの範囲である。 The ECU 26 controls the minimum water supply amount to minimize the amount (cc/min) of mist water supplied from the mist water supply mechanism 20 to the combustion chamber 46a of the cylinder 46 when the brakes of the automobile 11 are applied (during braking). At the same time, the means for minimizing the average particle diameter is implemented to minimize the average particle diameter (μm) of the mist water supplied from the mist water supply mechanism 20 to the combustion chamber 46a. The cache memory or mass storage area of the ECU 26 stores (stores) the minimum value of the water supply amount (cc/min) of the mist water, and stores (stores) the minimum value of the average particle diameter (μm) of the mist water. ) has been done. In addition, the minimum value of the water supply amount (cc/min) of mist water is in the range of 32.5 (cc/min) or more and 33.5 or less, and the minimum value of the average particle diameter (μm) of the mist water is , in the range of 30 to 32 μm.

図4は、自動車用エンジン10とミスト給水機構20と電気系統との一例を示す配置図であり、図5は、水噴射ノズル23(23a~23c)の一例を示す図である。図6は、一例として示す自動車用エンジン10の構成図であり、図7は、一例として示すアクセルワークユニット26の側面図である。図8は、アクセルワークユニット26の正面図である。 FIG. 4 is a layout diagram showing an example of the automobile engine 10, the mist water supply mechanism 20, and an electrical system, and FIG. 5 is a diagram showing an example of the water injection nozzle 23 (23a to 23c). FIG. 6 is a configuration diagram of the automobile engine 10 shown as an example, and FIG. 7 is a side view of the accelerator work unit 26 shown as an example. FIG. 8 is a front view of the accelerator work unit 26.

自動車11には、自動車用エンジン10の他に、ミスト給水機構20とガソリン給油機構とが搭載されている。ミスト給水機構20は、水タンク17、水位センサ21、給水ポンプユニット16、給水量コントロールユニット22、水噴射ノズル23(ミストノズル)、エンジン回転数計測ユニット(図示せず)、アクセルワークユニット24から形成されている。 The automobile 11 is equipped with a mist water supply mechanism 20 and a gasoline refueling mechanism in addition to the automobile engine 10. The mist water supply mechanism 20 includes a water tank 17, a water level sensor 21, a water supply pump unit 16, a water supply amount control unit 22, a water injection nozzle 23 (mist nozzle), an engine rotation speed measurement unit (not shown), and an accelerator work unit 24. It is formed.

水位センサ21は、水タンク17の内部に設置され、信号線45(インターフェイス)を介してECU26(エレクトロニック・コントロール・ユニット)に接続されている。水位センサ21は、水タンク17の内部の水の水位を計測し、計測した水位をECU26に送信する。水位センサ21によって計測された水タンク17の水の水位は、メーターパネル27に設置された水位計(図示せず)に表示される。水位計を見ることで、水の残量を知ることができる。 The water level sensor 21 is installed inside the water tank 17, and is connected to an ECU 26 (electronic control unit) via a signal line 45 (interface). The water level sensor 21 measures the water level inside the water tank 17 and transmits the measured water level to the ECU 26. The water level of the water tank 17 measured by the water level sensor 21 is displayed on a water level gauge (not shown) installed on the meter panel 27. You can tell how much water is left by looking at the water level gauge.

給水ポンプユニット16は、給水ポンプ28とプレッシャーレギュレータ29(調圧器)とストレーナ30とを備えている。水ポンプユニット16は、給水ポンプ28によって水タンク17の水(水道水又は純水)を給水量コントロールユニット22(給水用電磁弁32)に給水する。給水ポンプ28は、水タンク17の下流側に配置され、給水管25(給水ゴムホース又は銅パイプ)を介して水タンク17に連結されている。給水ポンプ28の制御部は、信号線45(インターフェイス)を介してECU26に接続され、給水ポンプ28の発停やポンプ出力がECU26によって制御される。給水ポンプ28の制御部は、自動車用エンジン10の駆動中にECU26からの制御信号に従って給水ポンプ28のポンプ出力を調節する。 The water supply pump unit 16 includes a water supply pump 28, a pressure regulator 29 (pressure regulator), and a strainer 30. The water pump unit 16 supplies water (tap water or pure water) from the water tank 17 to the water supply amount control unit 22 (water supply electromagnetic valve 32) using a water supply pump 28. The water supply pump 28 is arranged downstream of the water tank 17 and is connected to the water tank 17 via a water supply pipe 25 (water supply rubber hose or copper pipe). The control unit of the water supply pump 28 is connected to the ECU 26 via a signal line 45 (interface), and the ECU 26 controls starting/stopping of the water supply pump 28 and pump output. The control unit of the water supply pump 28 adjusts the pump output of the water supply pump 28 according to a control signal from the ECU 26 while the automobile engine 10 is being driven.

給水ポンプ28の制御部は、ECU26からの給水指令(給水信号)に従って水タンク17に収容された水(水道水又は純水)を給水量コントロールユニット22(水噴射電磁弁32)に給水する。給水ポンプ28の制御部は、ECU26からのポンプ出力指令(ポンプ出力信号)に従ってポンプ出力を調節する。給水ポンプ28の制御部は、ECU26からの給水停止指令(給水停止信号)に従って給水量コントロールユニット22(給水用電磁弁32)への給水を停止する。 The control unit of the water supply pump 28 supplies water (tap water or pure water) stored in the water tank 17 to the water supply amount control unit 22 (water injection solenoid valve 32) in accordance with a water supply command (water supply signal) from the ECU 26. The control unit of the water supply pump 28 adjusts the pump output according to a pump output command (pump output signal) from the ECU 26. The control unit of the water supply pump 28 stops the water supply to the water supply amount control unit 22 (water supply electromagnetic valve 32) in accordance with a water supply stop command (water supply stop signal) from the ECU 26.

レギュレータ29は、給水ポンプ28の下流側に配置され、給水管25(給水ゴムホース又は銅パイプ)を介して給水ポンプ28に連結されているとともに、バイパス管を介して水タンク17に連結されている。レギュレータ29は、給水ポンプ28によって給水される水の水圧を一定の圧力に下げ、水圧を一定に保持する。レギュレータ29は、余剰の水をバイパス管31によって水タンク17に還流させる。 The regulator 29 is arranged downstream of the water supply pump 28, and is connected to the water supply pump 28 via a water supply pipe 25 (water supply rubber hose or copper pipe), and is also connected to the water tank 17 via a bypass pipe. . The regulator 29 lowers the water pressure of the water supplied by the water supply pump 28 to a constant pressure, and maintains the water pressure constant. The regulator 29 returns excess water to the water tank 17 via the bypass pipe 31.

ストレーナ30は、レギュレータ29の下流側に配置され、給水管25(給水ゴムホース又は銅パイプ)を介してレギュレータ29に接続されている。ストレーナ30は、レギュレータ29によって水圧が一定の保持された水に含まれる固形異物をスクリーン等によってろ過し、固形異物を除去する。 The strainer 30 is arranged downstream of the regulator 29 and is connected to the regulator 29 via a water supply pipe 25 (water supply rubber hose or copper pipe). The strainer 30 uses a screen or the like to filter out solid foreign matter contained in water whose water pressure is kept constant by the regulator 29, thereby removing the solid foreign matter.

給水量コントロールユニット22は、自動車11のフロントエリア12(エンジンルーム)に設置されている。給水量コントロールユニット22は、水ポンプユニット16の下流側に配置され、給水管25(給水ゴムホース又は銅パイプ)を介して水ポンプユニット16に連結されているとともに、給水管25(給水ゴムホース又は銅パイプ)を介してミスト給気機構20に連結されている。給水量コントロールユニット22には、複数の給水用電磁弁32が設置されている。給水量コントロールユニット22は、信号線45(インターフェイス)を介してECU26に接続されている。 The water supply amount control unit 22 is installed in the front area 12 (engine room) of the automobile 11. The water supply amount control unit 22 is arranged downstream of the water pump unit 16, and is connected to the water pump unit 16 via a water supply pipe 25 (water supply rubber hose or copper pipe). The mist air supply mechanism 20 is connected to the mist air supply mechanism 20 via a pipe (pipe). A plurality of water supply solenoid valves 32 are installed in the water supply amount control unit 22 . The water supply amount control unit 22 is connected to the ECU 26 via a signal line 45 (interface).

給水量コントロールユニット22では、給水用電磁弁32の開閉や開度がECU26によって制御される。給水量コントロールユニット22は、自動車用エンジン10の駆動中にECU26からの制御信号に従って給水用電磁弁32の開度を調節し、水噴射ノズル23(ミストノズル)又は水噴射インジェクター(図示せず)に給水する水の給水量を調節する。 In the water supply amount control unit 22, the opening/closing and opening degree of the water supply solenoid valve 32 are controlled by the ECU 26. The water supply amount control unit 22 adjusts the opening degree of the water supply electromagnetic valve 32 according to a control signal from the ECU 26 while the automobile engine 10 is running, and controls the water injection nozzle 23 (mist nozzle) or water injection injector (not shown). Adjust the amount of water supplied to the

水噴射ノズル23(ミストノズル)は、第1水噴射ノズル23aと第2水噴射ノズル23bと第3水噴射ノズル23cとから形成され、後記する電子制御スロットル60の下流側に配置されている。第1~第3水噴射ノズル23a~23cは、図5に示すように、半円の円弧を画く噴霧面33を有する。噴霧面33は、後記する霧状水生成管57の管内に向かっている。噴霧面33には、周り方向へ直状に並ぶ複数の噴霧口34が穿孔(形成)されている。 The water injection nozzle 23 (mist nozzle) is formed from a first water injection nozzle 23a, a second water injection nozzle 23b, and a third water injection nozzle 23c, and is arranged downstream of an electronically controlled throttle 60, which will be described later. The first to third water injection nozzles 23a to 23c each have a spray surface 33 forming a semicircular arc, as shown in FIG. The spray surface 33 faces into a mist water generating pipe 57, which will be described later. A plurality of spray ports 34 are perforated (formed) in the spray surface 33 and arranged in a straight line in the circumferential direction.

第1~第3水噴射ノズル23a~23cは、噴霧面33の噴霧口34から霧状水生成管57の管内にミスト状の霧状水を噴霧する。尚、水噴射ノズル23(ミストノズル)が1つであってもよい。水噴射ノズル23が1つの場合、その水噴射ノズル23から噴霧される霧状水の平均粒子径は、30~75μmの範囲にある。又、図示はしていないが、第1~第3水噴射ノズル23a~23cに替わって水噴射インジェクターを使用することができる。水噴射インジェクターは、エンジン10のシリンダー46に設置され、ミスト状の霧状水をシリンダー46の燃焼室46aに直接給水する。 The first to third water injection nozzles 23a to 23c spray mist-like water into the mist water generating pipe 57 from the spray port 34 of the spray surface 33. Note that the number of water injection nozzles 23 (mist nozzles) may be one. When there is one water injection nozzle 23, the average particle diameter of the mist water sprayed from the water injection nozzle 23 is in the range of 30 to 75 μm. Further, although not shown, a water injector can be used in place of the first to third water injection nozzles 23a to 23c. The water injector is installed in the cylinder 46 of the engine 10 and supplies mist-like water directly to the combustion chamber 46a of the cylinder 46.

エンジン回転数計測ユニットは、フロントエリア12(エンジンルーム)に設置されている。エンジン回転数計測ユニットは、信号線45(インターフェイス)を介してECU26に接続されている。エンジン回転数計測ユニットは、駆動中のエンジン10のエンジン回転数を計測する回転数センサ19と、回転数センサ19が計測したエンジン回転数を表示するタコメータ(図示せず)とを有する。 The engine rotation speed measurement unit is installed in the front area 12 (engine room). The engine rotation speed measurement unit is connected to the ECU 26 via a signal line 45 (interface). The engine rotation speed measurement unit includes a rotation speed sensor 19 that measures the engine rotation speed of the engine 10 that is being driven, and a tachometer (not shown) that displays the engine rotation speed measured by the rotation speed sensor 19.

エンジン回転数計測ユニットは、回転数センサ19が計測したエンジン回転数をECU26に送信する。回転数センサ19によって計測されたエンジン回転数は、メーターパネル27に設置されたタコメータに表示される。タコメータを見ることで、エンジン回転数を知ることができる。 The engine rotation speed measurement unit transmits the engine rotation speed measured by the rotation speed sensor 19 to the ECU 26. The engine speed measured by the rotation speed sensor 19 is displayed on a tachometer installed on the meter panel 27. You can find out the engine speed by looking at the tachometer.

アクセルワークユニット24は、アクセルペダル35と、アクセルペダルホルダ36と、アクセルペダル35に連結されたアクセル開度センサ37とから形成されている。アクセル開度センサ37は、信号線45を介してECU26に接続されている。アクセルペダル開度センサ37は、自動車用エンジン10の駆動中にアクセルペダル35の開度を連続的に測定し、測定したアクセル開度(°)をECU26に送信する。ECU26は、アクセル開度センサ37から受信したアクセル開度に基づいてシリンダー46の燃焼室46aに噴射するガソリンの給油量(噴射量)及び燃焼室46aに給水(噴霧)する霧状水の給水量を調節する。 The accelerator work unit 24 includes an accelerator pedal 35, an accelerator pedal holder 36, and an accelerator opening sensor 37 connected to the accelerator pedal 35. The accelerator opening sensor 37 is connected to the ECU 26 via a signal line 45. The accelerator pedal opening sensor 37 continuously measures the opening of the accelerator pedal 35 while the automobile engine 10 is driving, and transmits the measured accelerator opening (°) to the ECU 26 . The ECU 26 determines the amount of gasoline to be injected into the combustion chamber 46a of the cylinder 46 (injection amount) and the amount of mist water to be supplied (sprayed) into the combustion chamber 46a based on the accelerator opening received from the accelerator opening sensor 37. Adjust.

アクセルペダルホルダ36を利用してアクセルペダル35とアクセル開度センサ37とを連結するには、アクセル開度センサステー(図示せず)の位置決めをし、位置決めした位置において他の装置との干渉がないかを確認し、干渉の無を確認後、アクセル開度センサステーの取り付け位置(床面)に孔を穿孔する。位置決めした位置にアクセル開度センサ37を仮止めした後、アクセルペダルにアクセルペダルホルダ36取り付ける。 In order to connect the accelerator pedal 35 and the accelerator opening sensor 37 using the accelerator pedal holder 36, the accelerator opening sensor stay (not shown) must be positioned to prevent interference with other devices at the positioned position. After confirming that there is no interference, drill a hole at the installation location (floor surface) of the accelerator opening sensor stay. After temporarily fixing the accelerator opening sensor 37 at the determined position, the accelerator pedal holder 36 is attached to the accelerator pedal.

次に、アクセルペダル35を床面に向かって床面まで押し下げ、アクセル開度センサ37の回転軸が45°以上回転することを確認するとともに、回転軸がスムースに動作することを確認する。それらを確認した後、アクセル開度センサステーを固定する。アクセル開度センサ37を取り付けた後、電気配線を行う。電気配線を行った後、セッティングを行う。セッティングでは、アクセルペダル35を踏み込み、エンジン回転数を1500(rpm)にする。エンジン回転数を1500(rpm)に保持しつつ、0点調整ボタン(図示せず)を押し、0点調整ボタンに隣接するLED(図示せず)が点灯することでセッティング(校正)が終了する。セッティングを行った後、アクセル開度センサ37の開度0~100%の設定を行う。アクセルペダル35を最高出力時の回転数の95%まで踏み込み、LEDが点灯することで設定が終了する。 Next, press the accelerator pedal 35 down to the floor surface, and confirm that the rotation axis of the accelerator opening sensor 37 rotates by 45 degrees or more, and also confirm that the rotation axis operates smoothly. After checking them, fix the accelerator opening sensor stay. After installing the accelerator opening sensor 37, electrical wiring is performed. After completing the electrical wiring, perform the settings. In the setting, the accelerator pedal 35 is depressed and the engine speed is set to 1500 (rpm). While maintaining the engine speed at 1500 (rpm), press the 0-point adjustment button (not shown), and the LED (not shown) adjacent to the 0-point adjustment button lights up to complete the setting (calibration). . After setting, the opening degree of the accelerator opening sensor 37 is set from 0 to 100%. The setting is completed when the accelerator pedal 35 is depressed to 95% of the rotation speed at maximum output and the LED lights up.

ガソリン給油機構は、エキゾーストマニホールド38及びマフラー39、冷却系統(ウォーター・ジャケット、ラジエーター、ウォーター・ポンプ、サーモスタット、クーリング・ファン又は電動ファン、ラジエーター・ホース等)(図示せず)、アイドリング調整バルブ(図示せず)、圧力計(図示せず)、燃料ポンプモジュール(図示せず)、フューエルインジェクター40、ミスト給水機構を形成する既述のエンジン回転数計測ユニット、ミスト給水機構20を形成する既述のアクセルワークユニット24を有する。尚、自動車11は、自動車用エンジン10、ミスト給水機構20、ガソリン給油機構の他に、図示はしていないが、電気系統(バッテリー41、発電機42、ヒューズBOX43、リレーコイル44)、駆動系統、各種装備を備えている。電気系統(バッテリー41、発電機42、ヒューズBOX43、リレーコイル44)は、信号線45を介してECU26に接続されている。 The gasoline refueling mechanism includes an exhaust manifold 38 and a muffler 39, a cooling system (water jacket, radiator, water pump, thermostat, cooling fan or electric fan, radiator hose, etc.) (not shown), and an idling adjustment valve (not shown). (not shown), a pressure gauge (not shown), a fuel pump module (not shown), a fuel injector 40, an engine rotation speed measuring unit as described above that forms the mist water supply mechanism, and a pressure gauge as described above that forms the mist water supply mechanism 20. It has an accelerator work unit 24. Although not shown, the automobile 11 includes an electric system (a battery 41, a generator 42, a fuse box 43, a relay coil 44), a drive system, in addition to an automobile engine 10, a mist water supply mechanism 20, and a gasoline refueling mechanism. , equipped with various equipment. The electrical system (battery 41, generator 42, fuse box 43, relay coil 44) is connected to the ECU 26 via a signal line 45.

冷却系統、アイドリング調整バルブ、圧力計は、フロントエリア12(エンジンルーム)に設置されている。リアエリア14(タンクルーム)には、ガソリンタンク15が設置されている。ガソリンタンク15には、図示はしていないが、逆止弁及び減圧弁、ガソリン充填口が設置されている。 The cooling system, idling adjustment valve, and pressure gauge are installed in the front area 12 (engine room). A gasoline tank 15 is installed in the rear area 14 (tank room). Although not shown, the gasoline tank 15 is equipped with a check valve, a pressure reducing valve, and a gasoline filling port.

アイドリング調整バルブは、リアエリア14(タンクルーム)のガソリンタンク15とエンジン10との間に延びる配管(銅パイプ)に設置されている。アイドリング調整バルブは、自動車用エンジン10の駆動中に配管を通流するガソリンの流量を調整してアイドリング回転数を調節する。アイドリング調整バルブは、信号線(図示せず)を介してECU26に接続され、その開閉や開度がECU26によって制御される。 The idling adjustment valve is installed in a pipe (copper pipe) extending between the gasoline tank 15 and the engine 10 in the rear area 14 (tank room). The idling adjustment valve adjusts the idling speed by adjusting the flow rate of gasoline flowing through the pipe while the automobile engine 10 is being driven. The idling adjustment valve is connected to the ECU 26 via a signal line (not shown), and its opening/closing and opening degree are controlled by the ECU 26.

ECU26がアイドリング調整バルブを利用してアイドリング回転数制御を行い、エンジン10のアイドリング状態におけるアイドル回転数低下による燃費向上や安定したアイドル状態の維持、エンストの防止を図る。アイドリング回転数制御では、始動時における始動補正、エンジン水温補正、エアコン作動時の補正、AT車のDレンジ補正等が行われる。 The ECU 26 uses an idling adjustment valve to control the idling speed, thereby improving fuel efficiency, maintaining a stable idling state, and preventing engine stalling by lowering the idling speed when the engine 10 is idling. In the idling rotation speed control, starting correction at the time of starting, engine water temperature correction, correction when the air conditioner is activated, D range correction for AT vehicles, etc. are performed.

圧力計は、アイドリング調整バルブの下流側に配置され、ガソリンタンク15とエンジン10との間に延びる配管に設置されている。圧力計は、配管を通流するガソリンの給油圧を計測する。圧力計は、信号線(図示せず)を介してECU26に接続され、自動車用エンジン10の駆動中に計測したガソリンの給油圧をECU26に送信する。 The pressure gauge is disposed downstream of the idling adjustment valve and installed in a pipe extending between the gasoline tank 15 and the engine 10. The pressure gauge measures the oil pressure of gasoline flowing through the pipe. The pressure gauge is connected to the ECU 26 via a signal line (not shown), and transmits the gasoline supply oil pressure measured while the automobile engine 10 is running to the ECU 26.

燃料ポンプモジュールは、ガソリンタンク15(燃料タンク)の内部に設置されている。燃料ポンプモジュールは、燃料ポンプ、燃料フィルター、燃料計のセンダーゲージ、プレッシャーレギュレータ、チャコールキャニスター等を備えている。燃料ポンプモジュールは、信号線(図示せず)を介してECU26に接続され、その発停や出力がECU26によって制御される。燃料ポンプモジュールでは、燃料ポンプで吸い上げられたガソリン(燃料)がプレッシャーレギュレータ、燃料フィルターを経由してフューエルインジェクター40へ圧送される。 The fuel pump module is installed inside the gasoline tank 15 (fuel tank). The fuel pump module includes a fuel pump, fuel filter, fuel sender gauge, pressure regulator, charcoal canister, etc. The fuel pump module is connected to the ECU 26 via a signal line (not shown), and its start/stop and output are controlled by the ECU 26. In the fuel pump module, gasoline (fuel) sucked up by the fuel pump is sent under pressure to the fuel injector 40 via a pressure regulator and a fuel filter.

フューエルインジェクター40は、自動車用エンジン10の駆動中にECU26からの制御信号に従ってシリンダー46の燃焼室46aに噴射するガソリン(燃料)の噴射量(各シリンダー46の燃焼室46aに供給するガソリンの供給量)調節する。燃料ポンプから高圧で給油されたガソリンがフィルターを通流してフューエルインジェクター40の噴射部まで送られ、ガソリンがインジェクター40の先端のバルブ部分で微粒子化され、微粒子化されたガソリンがシリンダー46の燃焼室46aに噴射される。 The fuel injector 40 controls the amount of gasoline (fuel) injected into the combustion chamber 46a of each cylinder 46 according to a control signal from the ECU 26 while the automobile engine 10 is running (the amount of gasoline supplied to the combustion chamber 46a of each cylinder 46). ) adjust. Gasoline supplied at high pressure from the fuel pump flows through the filter and is sent to the injection part of the fuel injector 40, where the gasoline is atomized at the valve part at the tip of the injector 40, and the atomized gasoline enters the combustion chamber of the cylinder 46. 46a.

フューエルインジェクター40の燃料噴射量は、ECU26によってコントロールされている。自動車11に設置された各種のセンサから送信された計測情報をECU26が解析し、噴射信号をフューエルインジェクター40に送り、その信号に応じてインジェクター40がガソリン(燃料)を噴射する。バルブタイミングや点火時期、水温、スロットル開度、空気の温度・吸入量など各種情報から、走行状況に応じた最適な燃料噴射量が決められている。 The fuel injection amount of the fuel injector 40 is controlled by the ECU 26. The ECU 26 analyzes measurement information transmitted from various sensors installed in the automobile 11, sends an injection signal to the fuel injector 40, and the injector 40 injects gasoline (fuel) in response to the signal. The optimal fuel injection amount is determined based on various information such as valve timing, ignition timing, water temperature, throttle opening, air temperature and intake amount, depending on the driving situation.

給水ポンプユニット16が起動すると、水タンク17に収容された水(水道水又は純水)が給水管25を通って水タンク17から給水ポンプ28に流入し、給水ポンプ28によって給水管25を流動し、給水管25を通って給水量コントロールユニット22(給水用電磁弁32)に流入し、給水量コントロールユニット22から霧状水生成管57に設置された水噴射ノズル23(ミストノズル)に給水される。水は水噴射ノズル23によって霧状水に変わり、霧状水が水噴射ノズル23から霧状水生成管57の管内に噴霧(給水)される。 When the water supply pump unit 16 starts, the water (tap water or pure water) stored in the water tank 17 flows from the water tank 17 to the water supply pump 28 through the water supply pipe 25, and flows through the water supply pipe 25 by the water supply pump 28. The water flows into the water supply amount control unit 22 (water supply electromagnetic valve 32) through the water supply pipe 25, and is supplied from the water supply amount control unit 22 to the water injection nozzle 23 (mist nozzle) installed in the mist water generation pipe 57. be done. The water is changed into atomized water by the water injection nozzle 23, and the atomized water is sprayed (water supplied) from the water injection nozzle 23 into the atomized water generating pipe 57.

自動車用エンジン10には、6気筒V型エンジンが使用されているが、4気筒V型エンジンや8気筒V型エンジン、12気筒V型エンジン、4気筒直列エンジン、6気筒直列エンジン、4気筒水平対向エンジン、6気筒水平対向エンジンを使用することもできる。自動車用エンジン10は、図6に示すように、所定容積のシリンダー46(気筒)と、ピストン47と、点火プラグ48(スパークプラグ)とを備えている。 A 6-cylinder V-type engine is used as the automobile engine 10, but a 4-cylinder V-type engine, an 8-cylinder V-type engine, a 12-cylinder V-type engine, a 4-cylinder in-line engine, a 6-cylinder in-line engine, and a 4-cylinder horizontal engine are used. It is also possible to use an opposed engine, a 6-cylinder horizontally opposed engine. As shown in FIG. 6, the automobile engine 10 includes a cylinder 46 (cylinder) having a predetermined volume, a piston 47, and a spark plug 48 (spark plug).

自動車用エンジン10には、吸気系を最適化するCVTCバルブ49(Continuous Valve Timing Control)と、点火プラグ48に高電圧(20000~30000ボルト)を加えるイグニッションコイル50とが設置されている。CVTCバルブ49は、信号線45を介してECU26に接続されている。自動車用エンジン10の駆動中にECU26から制御信号がCVTCバルブ49に送信され、その制御信号に従ってCVTCバルブ49が吸気系を最適化する。イグニッションコイル50は、信号線45を介してECU26に接続されている。イグニッションコイル50には、自動車用エンジン10の駆動中にECU26から点火時期制御信号が送信され、その制御信号に従って点火時期に点火プラグ48へ高電圧を加える。 The automobile engine 10 is equipped with a CVTC valve 49 (Continuous Valve Timing Control) that optimizes the intake system, and an ignition coil 50 that applies high voltage (20,000 to 30,000 volts) to the spark plug 48. CVTC valve 49 is connected to ECU 26 via signal line 45. A control signal is sent from the ECU 26 to the CVTC valve 49 while the automobile engine 10 is being driven, and the CVTC valve 49 optimizes the intake system in accordance with the control signal. Ignition coil 50 is connected to ECU 26 via signal line 45. An ignition timing control signal is transmitted to the ignition coil 50 from the ECU 26 while the automobile engine 10 is being driven, and a high voltage is applied to the spark plug 48 at the ignition timing in accordance with the control signal.

自動車用エンジン10には、クランク角センサ51と、POSセンサ52と、温度センサ53と、ノックセンサ54とが設置されている。自動車用エンジン10の排気ポート55には、フロントO2センサ56及びリアO2センサ56が設置されている。排気ポート55は、エキゾーストマニホールド38を介してマフラー39に連結されている。 A crank angle sensor 51, a POS sensor 52, a temperature sensor 53, and a knock sensor 54 are installed in the automobile engine 10. A front O2 sensor 56 and a rear O2 sensor 56 are installed at the exhaust port 55 of the automobile engine 10. The exhaust port 55 is connected to a muffler 39 via an exhaust manifold 38.

クランク角センサ51は、信号線45を介してECU26に接続されている。クランク角センサ51は、自動車用エンジン10の駆動中にクランクシャフトの基準位置と回転角及びエンジン10の回転数とを連続的に検出し、検出したクランクシャフトの基準位置と回転角及びエンジン10の回転数とをECU26に送信する。ECU26は、クランク角センサ51から受信したクランクシャフトの基準位置と回転角及びエンジン10の回転数とに基づいて回転角及びエンジン10の回転数を最適に保持する。 Crank angle sensor 51 is connected to ECU 26 via signal line 45. The crank angle sensor 51 continuously detects the reference position and rotation angle of the crankshaft and the rotation speed of the engine 10 while the automobile engine 10 is driving. The rotation speed is transmitted to the ECU 26. The ECU 26 optimally maintains the rotation angle and the rotation speed of the engine 10 based on the reference position and rotation angle of the crankshaft and the rotation speed of the engine 10 received from the crank angle sensor 51.

POSセンサ52は、信号線45を介してECU26に接続されている。POSセンサ52は、自動車用エンジン10の駆動中にクランク位置(角)(クランクシャフト位置)を連続的に検出し、検出したクランク位置(角)をECU26に送信する。ECU26は、POSセンサ52から受信したクランク位置(角)に基づいてクランク位置(角)を最適に保持する。 The POS sensor 52 is connected to the ECU 26 via a signal line 45. The POS sensor 52 continuously detects the crank position (angle) (crankshaft position) while the automobile engine 10 is driving, and transmits the detected crank position (angle) to the ECU 26. The ECU 26 optimally maintains the crank position (corner) based on the crank position (corner) received from the POS sensor 52.

温度センサ53は、信号線45を介してECU26に接続されている。温度センサ53は、自動車用エンジン10の駆動中にシリンダー46の燃焼室46aの温度を連続的に検出し、検出した燃焼室46aの温度をECU26に送信する。ECU26は、温度センサ53から受信した燃焼室46aの温度に基づいて燃焼室温度を最適に保持する。 Temperature sensor 53 is connected to ECU 26 via signal line 45. The temperature sensor 53 continuously detects the temperature of the combustion chamber 46a of the cylinder 46 while the automobile engine 10 is driving, and transmits the detected temperature of the combustion chamber 46a to the ECU 26. The ECU 26 optimally maintains the combustion chamber temperature based on the temperature of the combustion chamber 46a received from the temperature sensor 53.

フロントO2センサ56及びリアO2センサ56は、信号線45を介してECU26に接続されている。フロントO2センサ56及びリアO2センサ56は、自動車用エンジン10の駆動中に排気ポート55を通流する排ガスの酸素濃度を連続的に計測し、計測した排ガスの酸素濃度をECU26に送信する。ECU26は、フロントO2センサ56及びリアO2センサ56から受信した排ガスの酸素濃度に基づいて触媒ユニット(図示せず)に制御信号を送信し、触媒ユニットを利用して排ガスの酸素濃度を最適に保持する。 The front O2 sensor 56 and the rear O2 sensor 56 are connected to the ECU 26 via a signal line 45. The front O2 sensor 56 and the rear O2 sensor 56 continuously measure the oxygen concentration of the exhaust gas flowing through the exhaust port 55 while the automobile engine 10 is running, and transmit the measured oxygen concentration of the exhaust gas to the ECU 26. The ECU 26 sends a control signal to a catalyst unit (not shown) based on the oxygen concentration of the exhaust gas received from the front O2 sensor 56 and the rear O2 sensor 56, and uses the catalyst unit to maintain the oxygen concentration of the exhaust gas at an optimal level. do.

ノックセンサ54は、信号線45を介してECU26に接続されている。ノックセンサ54は、自動車用エンジン10の駆動中にノッキングの発生を連続的に検出し、検出したノッキングの発生信号をECU26に送信する。ECU26は、ノックセンサ54から受信したノッキングの発生信号に基づいてノッキングを停止させる(防止する)。 The knock sensor 54 is connected to the ECU 26 via a signal line 45. The knock sensor 54 continuously detects the occurrence of knocking while the automobile engine 10 is driving, and transmits a detected knocking occurrence signal to the ECU 26. The ECU 26 stops (prevents) knocking based on the knocking occurrence signal received from the knock sensor 54.

シリンダー46のシリンダーヘッドには、点火プラグ48とフューエルインジェクター40と排気バルブ(図示せず)とが取り付けられている。シリンダー46のシリンダーヘッドには、燃焼室46aが形成されている。点火プラグ48は、信号線45を介してバッテリー41に接続されているとともに、信号線45を介してECU26に接続され、ECU26からの点火信号に従って火花を発生する。フューエルインジェクター40は、信号線45を介してECU26に接続されている。フューエルインジェクター40には、自動車用エンジン10の駆動中にECU26から空熱比制御信号が送信される。 A spark plug 48, a fuel injector 40, and an exhaust valve (not shown) are attached to the cylinder head of the cylinder 46. A combustion chamber 46a is formed in the cylinder head of the cylinder 46. The spark plug 48 is connected to the battery 41 via a signal line 45 and to the ECU 26 via the signal line 45, and generates a spark according to an ignition signal from the ECU 26. The fuel injector 40 is connected to the ECU 26 via a signal line 45. An air/heat ratio control signal is transmitted to the fuel injector 40 from the ECU 26 while the automobile engine 10 is being driven.

ピストン47には、ピストンピン(図示せず)を介してコンロッド(図示せず)が連結されている。ピストン47は、シリンダー46の燃焼室46aを往復動し、シリンダー46の燃焼室46aを下死点から上死点に向かって上昇し、上死点に達した後、上死点から下死点に向かって下降し、下死点に達する。ピストン47がシリンダー46の燃焼室46aの上死点に達したタイミングにおいて点火プラグ48が燃焼室46aの混合気(ガソリン)に点火する。 A connecting rod (not shown) is connected to the piston 47 via a piston pin (not shown). The piston 47 reciprocates in the combustion chamber 46a of the cylinder 46, moves up the combustion chamber 46a of the cylinder 46 from the bottom dead center toward the top dead center, and after reaching the top dead center, moves from the top dead center to the bottom dead center. It descends towards the bottom and reaches bottom dead center. At the timing when the piston 47 reaches the top dead center of the combustion chamber 46a of the cylinder 46, the ignition plug 48 ignites the mixture (gasoline) in the combustion chamber 46a.

尚、図6に示す自動車用エンジン10は、ガソリンを直接シリンダー46の燃焼室46aに噴射する直噴式燃料噴射を図示しているが、ガソリンをフューエルインジェクター40からインテークマニホールドに噴射し、空気及びガソリンを混合した混合気をシリンダー46の燃焼室46aに給気するインジェクション式燃料噴射であってもよい。この場合、フューエルインジェクター40は、自動車用エンジン10の駆動中にECU26からの制御信号に従ってインテークマニホールドに噴射するガソリン(燃料)の噴射量(各シリンダー46の燃焼室46aに供給するガソリンの供給量)調節する。燃料ポンプから高圧で給油されたガソリンがフィルターを通流してインジェクター40の噴射部まで送られ、ガソリンがインジェクター40の先端のバルブ部分で微粒子化され、微粒子化されたガソリンがインテークマニホールド内に噴射される。 Although the automobile engine 10 shown in FIG. 6 shows direct injection fuel injection in which gasoline is directly injected into the combustion chamber 46a of the cylinder 46, gasoline is injected from the fuel injector 40 into the intake manifold, and air and gasoline are injected into the combustion chamber 46a of the cylinder 46. An injection type fuel injection may be used in which a mixture of the following is supplied to the combustion chamber 46a of the cylinder 46. In this case, the fuel injector 40 injects an injection amount of gasoline (fuel) into the intake manifold according to a control signal from the ECU 26 while the automobile engine 10 is running (amount of gasoline supplied to the combustion chamber 46a of each cylinder 46). Adjust. Gasoline supplied at high pressure from the fuel pump flows through a filter and is sent to the injection part of the injector 40, where the gasoline is atomized at the valve part at the tip of the injector 40, and the atomized gasoline is injected into the intake manifold. Ru.

霧状水生成管57には、エアーフィルター58と、エアーフローメーター59と、電子制御スロットル60と、水噴射ノズル23(23a~23c)とが設置されている。エアーフィルター58は、霧状水生成管57の最上流側に配置され、霧状水生成管57に流入する(霧状水生成管57を通流する)空気に含まれる不純物を除去する。エアーフローメーター59は、エアーフィルター58の下流側に配置され、信号線45を介してECU26に接続されている。エアーフローメーター59は、自動車用エンジン10の駆動中に霧状水生成管57を通流する空気の空気流量を連続的に計測し、計測した空気流量をECU26に送信する。 The mist water generating pipe 57 is provided with an air filter 58, an air flow meter 59, an electronically controlled throttle 60, and water injection nozzles 23 (23a to 23c). The air filter 58 is disposed on the most upstream side of the mist water generation pipe 57 and removes impurities contained in the air flowing into the mist water production pipe 57 (flowing through the mist water production pipe 57). Air flow meter 59 is arranged downstream of air filter 58 and connected to ECU 26 via signal line 45. The air flow meter 59 continuously measures the air flow rate of the air flowing through the atomized water generating pipe 57 while the automobile engine 10 is being driven, and transmits the measured air flow rate to the ECU 26 .

エアーフローメーター59は、吸気温度センサ(図示せず)を内蔵している。吸気温度センサは、信号線45を介してECU26に接続されている。吸気温度センサは、自動車用エンジン10の駆動中に霧状水生成管57を通流するエアー(空気)の吸気温度を連続的に計測し、計測した吸気温度をECU26に送信する。ECU26は、エアーフローメーター59から受信した空気流量及び吸気温度センサから受信した吸気温度に基づいて電子制御スロットル60(スロットルモーター)を調節し、霧状水生成管57を通流するエアーの空気流量を最適に保持する。 The air flow meter 59 includes an intake air temperature sensor (not shown). The intake air temperature sensor is connected to the ECU 26 via a signal line 45. The intake air temperature sensor continuously measures the intake air temperature of the air flowing through the atomized water generating pipe 57 while the automobile engine 10 is being driven, and transmits the measured intake air temperature to the ECU 26 . The ECU 26 adjusts the electronically controlled throttle 60 (throttle motor) based on the air flow rate received from the air flow meter 59 and the intake air temperature received from the intake air temperature sensor, and adjusts the air flow rate of the air flowing through the mist water generation pipe 57. optimally retained.

電子制御スロットル60は、エアーフローメーター59の下流側に配置され、スロットル61(絞り弁)とスロットルセンサー(図示せず)とスロットルモーター(図示せず)とを備えている。電子制御スロットル60は、アクセルペダル35の踏み込み量(アクセル開度)による出力要求を電気信号として受信してスロットル61を制御する。スロットル61は、霧状水生成管57の管内に設置され、霧状水生成管57の流路断面積を変化させ、霧状水生成管57を通流する空気の給気流量を変化させる。 The electronically controlled throttle 60 is arranged downstream of the air flow meter 59 and includes a throttle 61 (throttle valve), a throttle sensor (not shown), and a throttle motor (not shown). The electronically controlled throttle 60 controls the throttle 61 by receiving an output request based on the amount of depression of the accelerator pedal 35 (accelerator opening) as an electrical signal. The throttle 61 is installed in the mist water generation pipe 57 and changes the flow path cross-sectional area of the mist water production pipe 57, thereby changing the supply flow rate of air flowing through the mist water production pipe 57.

スロットルセンサーは、信号線45を介してECU26に接続され、自動車用エンジン10の駆動中にスロットル60の開度を計測し、計測したスロットル開度をECU26に送信する。スロットルモーターには、DCモーター又はステッピングモーターが使用される。スロットルモーターは、信号線45を介してECU26に接続され、ECU26からの制御信号に従ってスロットル60の開度を調節し、霧状水生成管57を通流するエアーの流量を調節する。 The throttle sensor is connected to the ECU 26 via a signal line 45, measures the opening degree of the throttle 60 while the automobile engine 10 is being driven, and transmits the measured throttle opening degree to the ECU 26. A DC motor or a stepping motor is used as the throttle motor. The throttle motor is connected to the ECU 26 via a signal line 45, and adjusts the opening degree of the throttle 60 according to a control signal from the ECU 26, and adjusts the flow rate of air flowing through the mist water generating pipe 57.

尚、ECU26は、アクセルワークユニット24のアクセル開度センサ37の情報からスロットル60の目標開度を演算し、それをスロットル60の実開度と比較して開度偏差を求め、スロットルモーターへの制御量を決定する。又、ECU26は、アクセルペダル35を離した状態で、一定走行で走行するようにエンジン出力を制御するクルーズコントロールを行う。クルーズコントロールでは、駆動輪のスリップを抑えるようにエンジン出力を下げる。更に、ECU26は、定車速に達するとスロットル弁を閉じてエンジン出力を下げて車速を抑える最高速度制限制御を行う。 The ECU 26 calculates the target opening of the throttle 60 from the information of the accelerator opening sensor 37 of the accelerator work unit 24, compares it with the actual opening of the throttle 60 to obtain an opening deviation, and sends the signal to the throttle motor. Determine the control amount. Further, the ECU 26 performs cruise control to control the engine output so that the vehicle travels at a constant speed while the accelerator pedal 35 is released. Cruise control reduces engine output to prevent drive wheel slippage. Furthermore, when the vehicle speed reaches a constant speed, the ECU 26 closes the throttle valve to lower the engine output and performs maximum speed limit control to suppress the vehicle speed.

霧状水生成管57に流入したエアー(空気)は、エアーフィルター58を通流することで不純物が除去され、スロットル60によってその給気量が調節された後、霧状水生成管57の下流に向かって流動する。霧状水生成管57の下流に設置された水噴射ノズル23(第1~第3水噴射ノズル23a~23c)から霧状水が霧状水生成管57の管内に噴霧され、霧状水と空気との混合気が各シリンダー46の燃焼室46aに給水(供給)される。 The air that has flowed into the mist water generation pipe 57 passes through an air filter 58 to remove impurities, and after adjusting the amount of air supplied by a throttle 60, the air flows downstream of the mist water production pipe 57. flow towards. Atomized water is sprayed into the atomized water generation tube 57 from the water injection nozzles 23 (first to third water injection nozzles 23a to 23c) installed downstream of the atomized water generation tube 57, and the atomized water and The mixture with air is supplied to the combustion chamber 46a of each cylinder 46.

第1ミストノズル23aや第2ミストノズル23b、第3ミストノズル23cには、図示はしていないが、電磁弁が設置され、電磁弁が開のときにミストノズル23a~23cから霧状水が噴霧され、電磁弁が閉のときには霧状水は噴霧されない。それら電磁弁は、信号線45を介してECU26に接続されている。第1ミストノズル23aの電磁弁が開のときは、第2及び第3ミストノズル23b,23cの電磁弁が閉になり、第2ミストノズル23bの電磁弁が開のときは、第1及び第3ミストノズル23a,23cの電磁弁が閉になる。第3ミストノズル23cの電磁弁が開のときは、第1及び第2ミストノズル23a,23bの電磁弁が閉になる。 Although not shown, solenoid valves are installed in the first mist nozzle 23a, the second mist nozzle 23b, and the third mist nozzle 23c, and when the solenoid valves are open, mist water is released from the mist nozzles 23a to 23c. When the solenoid valve is closed, the atomized water is not sprayed. These solenoid valves are connected to the ECU 26 via a signal line 45. When the solenoid valve of the first mist nozzle 23a is open, the solenoid valves of the second and third mist nozzles 23b and 23c are closed, and when the solenoid valve of the second mist nozzle 23b is open, the solenoid valves of the first and third mist nozzles 23b and 23c are closed. The solenoid valves of the three mist nozzles 23a and 23c are closed. When the solenoid valve of the third mist nozzle 23c is open, the solenoid valves of the first and second mist nozzles 23a and 23b are closed.

第1ミストノズル23aから噴霧される霧状水の平均粒子径は、30~45μmの範囲にあり、第2ミストノズル23bから噴霧される霧状水の平均粒子径は、46~60μmの範囲にある。第3ミストノズル23cから噴霧される霧状水の平均粒子径は、61~75μmの範囲にある。自動車用エンジン10では、そのエンジン回転数(rpm)が増加するにつれて霧状水生成管57の管内に噴霧する霧状水の平均粒子径(μm)を増加させ、エンジン回転数(rpm)が減少するにつれて霧状水生成管57の管内に噴霧する霧状水の平均粒子径(μm)を減少させる。 The average particle diameter of the mist water sprayed from the first mist nozzle 23a is in the range of 30 to 45 μm, and the average particle diameter of the mist water sprayed from the second mist nozzle 23b is in the range of 46 to 60 μm. be. The average particle diameter of the mist water sprayed from the third mist nozzle 23c is in the range of 61 to 75 μm. In the automobile engine 10, as the engine speed (rpm) increases, the average particle diameter (μm) of the mist water sprayed into the mist water generating pipe 57 increases, and the engine speed (rpm) decreases. Accordingly, the average particle diameter (μm) of the mist water sprayed into the inside of the mist water generation pipe 57 is reduced.

自動車用エンジン10の回転数1000rpm以上2400rpm未満では、第1水噴射ノズル23aの電磁弁が開になるとともに、第2及び第3水噴射ノズル23b,23cの電磁弁が閉になり、第1水噴射ノズル23aから平均粒子径30~45μmの霧状水が噴霧される。自動車用エンジン10の回転数2400rpm以上4400rpm未満では、第2水噴射ノズル23bの電磁弁が開になるとともに、第1及び第3水噴射ノズル23a,23cの電磁弁が閉になり、第2水噴射ノズル23bから平均粒子径は46~60μmの霧状水が噴霧される。自動車用エンジン10の回転数4400rpm以上6400rpm未満では、第3水噴射ノズル23cの電磁弁が開になるとともに、第1及び第2水噴射ノズル23a,23bの電磁弁が閉になり、第3水噴射ノズル23cから平均粒子径は61~75μmの霧状水が噴霧される。 When the rotational speed of the automobile engine 10 is 1000 rpm or more and less than 2400 rpm, the solenoid valve of the first water injection nozzle 23a is opened, and the solenoid valves of the second and third water injection nozzles 23b and 23c are closed, so that the first water Atomized water having an average particle diameter of 30 to 45 μm is sprayed from the spray nozzle 23a. When the rotational speed of the automobile engine 10 is 2400 rpm or more and less than 4400 rpm, the solenoid valve of the second water injection nozzle 23b is opened, and the solenoid valves of the first and third water injection nozzles 23a and 23c are closed, so that the second water Atomized water having an average particle diameter of 46 to 60 μm is sprayed from the spray nozzle 23b. When the rotational speed of the automobile engine 10 is 4400 rpm or more and less than 6400 rpm, the solenoid valve of the third water injection nozzle 23c is opened, and the solenoid valves of the first and second water injection nozzles 23a and 23b are closed, and the third water injection nozzle 23c is opened. Atomized water having an average particle diameter of 61 to 75 μm is sprayed from the spray nozzle 23c.

自動車用エンジン10では、自動車の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかにおいて、エンジン回転数(rpm)が増加するにつれて燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(cc/分)(第1~第3水噴射ノズル23a~23cのいずれかから霧状水生成管57の管内に噴霧される噴霧量(cc/分))が増加し、エンジン回転数(rpm)が減少するにつれて燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(cc/分)(第1~第3水噴射ノズル23a~23cのいずれかから霧状水生成管57の管内に噴霧される噴霧量(cc/分))が減少する。 In the automobile engine 10, the amount of mist water supplied to the combustion chamber 46a increases as the engine speed (rpm) increases when the automobile is traveling on a flat road, traveling uphill, or accelerating. cc/min) (spray amount (cc/min) sprayed into the mist water generating pipe 57 from any one of the first to third water injection nozzles 23a to 23c) increases, and the engine rotation speed (rpm) increases. As the amount of mist water supplied to the combustion chamber 46a decreases (cc/min) (spray sprayed into the mist water generation pipe 57 from any of the first to third water injection nozzles 23a to 23c) volume (cc/min)) decreases.

自動車用エンジン10では、自動車の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかにおいて、エンジン回転数(rpm)が増加するにつれてミスト給水機構20から燃焼室46aに給水する霧状水の平均粒子径(μm)(第1~第3水噴射ノズル23a~23cのいずれかから霧状水生成管57の管内に噴霧される霧状水の平均粒子径(μm))が増加し、エンジン回転数(rpm)が減少するにつれてミスト給水機構20から燃焼室霧状水生成管57に給水する霧状水の平均粒子径(μm)(第1~第3水噴射ノズル23a~23cのいずれかから霧状水生成管57の管内に噴霧される霧状水の平均粒子径(μm))が減少する。 In the automobile engine 10, water is supplied from the mist water supply mechanism 20 to the combustion chamber 46a in the form of mist as the engine speed (rpm) increases when the automobile is running on a flat road, when running uphill, or when accelerating. The average particle diameter (μm) of water (the average particle diameter (μm) of the mist water sprayed into the mist water generation pipe 57 from any of the first to third water injection nozzles 23a to 23c) increases. , as the engine speed (rpm) decreases, the average particle diameter (μm) of the mist water supplied from the mist water supply mechanism 20 to the combustion chamber mist water generation pipe 57 (of the first to third water injection nozzles 23a to 23c) The average particle diameter (μm) of the mist water sprayed into the mist water generating pipe 57 decreases from either of them.

自動車用エンジン10の回転数1000rpm以上1300rpm未満における1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(噴霧量)は、22.4(cc/分)以上28.0(cc/分)未満の範囲であり、その時の霧状水の平均粒子径(μm)は、30~45μmの範囲である。自動車用エンジン10の回転数1300rpm以上1500rpm未満における1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(噴霧量)は、28.0(cc/分)以上32.5(cc/分)未満の範囲であり、その時の霧状水の平均粒子径(μm)は、30~45μmの範囲である。 The amount of mist water supplied (spray amount) to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 when the rotational speed of the automobile engine 10 is 1000 rpm or more and less than 1300 rpm is 22.4 (cc/min) or more and 28.0 (cc/min) or more. The average particle diameter (μm) of the mist water is in the range of 30 to 45 μm. The amount of mist water supplied (spray amount) to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 at a rotation speed of 1300 rpm or more and less than 1500 rpm of the automobile engine 10 is 28.0 (cc/min) or more and 32.5 (cc/min) or more. The average particle diameter (μm) of the mist water is in the range of 30 to 45 μm.

自動車用エンジン10の回転数1500rpm以上2400rpm未満における1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(噴霧量)は、32.5(cc/分)以上53.8(cc/分)未満の範囲であり、その時の霧状水の平均粒子径(μm)は、30~45μmの範囲である。自動車用エンジン10の回転数2400rpm以上3200rpm未満における1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(噴霧量)は、53.8(cc/分)以上72.8(cc/分)未満の範囲であり、その時の霧状水の平均粒子径(μm)は、46~60μmの範囲である。自動車用エンジン10の回転数3200rpm以上4000rpm未満における1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(噴霧量)は、72.8(cc/分)以上89.6(cc/分)未満の範囲であり、その時の霧状水の平均粒子径(μm)は、46~60μmの範囲である。 The amount of mist water (spray amount) supplied to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 at a rotational speed of 1500 rpm or more and less than 2400 rpm of the automobile engine 10 is 32.5 (cc/min) or more and 53.8 (cc/min) or more. The average particle diameter (μm) of the mist water is in the range of 30 to 45 μm. The amount of mist water supplied (spray amount) to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 when the rotational speed of the automobile engine 10 is 2400 rpm or more and less than 3200 rpm is 53.8 (cc/min) or more and 72.8 (cc/min) or more. The average particle diameter (μm) of the mist water is in the range of 46 to 60 μm. The amount of atomized water (spray amount) supplied to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 at a rotational speed of 3200 rpm or more and less than 4000 rpm of the automobile engine 10 is 72.8 (cc/min) or more and 89.6 (cc/min) or more. The average particle diameter (μm) of the mist water is in the range of 46 to 60 μm.

自動車用エンジン10の回転数4000rpm以上4400rpm未満における1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(噴霧量)は、89.6(cc/分)以上98.6(cc/分)未満の範囲であり、その時の霧状水の平均粒子径(μm)は、46~60μmの範囲である。自動車用エンジン10の回転数4400rpm以上4800rpm未満における1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(噴霧量)は、98.6(cc/分)以上109.8(cc/分)未満の範囲であり、その時の霧状水の平均粒子径(μm)は、61~75μmの範囲である。 The amount of mist water supplied (spray amount) to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 when the rotational speed of the automobile engine 10 is 4000 rpm or more and less than 4400 rpm is 89.6 (cc/min) or more and 98.6 (cc/min) or more. The average particle diameter (μm) of the mist water is in the range of 46 to 60 μm. The amount of mist water supplied (spray amount) to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 when the rotational speed of the automobile engine 10 is 4400 rpm or more and less than 4800 rpm is 98.6 (cc/min) or more and 109.8 (cc/min) or more. The average particle diameter (μm) of the mist water is in the range of 61 to 75 μm.

自動車用エンジン10の回転数4800rpm以上5200rpm未満における1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(噴霧量)は、109.8(cc/分)以上113.1(cc/分)未満の範囲であり、その時の霧状水の平均粒子径(μm)は、61~75μmの範囲である。自動車用エンジン10の回転数5200rpm以上5600rpm未満における1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(噴霧量)は、113.1(cc/分)以上117.1(cc/分)未満の範囲であり、その時の霧状水の平均粒子径(μm)は、61~75μmの範囲である。 The amount of mist water supplied (spray amount) to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 when the rotational speed of the automobile engine 10 is 4800 rpm or more and less than 5200 rpm is 109.8 (cc/min) or more and 113.1 (cc/min). The average particle diameter (μm) of the mist water is in the range of 61 to 75 μm. The amount of mist water supplied (spray amount) to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 when the rotational speed of the automobile engine 10 is 5200 rpm or more and less than 5600 rpm is 113.1 (cc/min) or more and 117.1 (cc/min). The average particle diameter (μm) of the mist water is in the range of 61 to 75 μm.

自動車用エンジン10の回転数5600rpm以上6400rpm未満における1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(噴霧量)は、117.1(cc/分)以上120.0(cc/分)未満の範囲であり、その時の霧状水の平均粒子径(μm)は、61~75μmの範囲である。尚、自動車用エンジン10では、その回転数(rpm)が1000(rpm)以上になったときにミスト給水機構20から霧状水がシリンダー46の燃焼室46aに給水され、回転数(rpm)が1000(rpm)未満では霧状水がシリンダー46の燃焼室46aに給水されない。 The amount of mist water supplied (spray amount) to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 when the rotational speed of the automobile engine 10 is 5,600 rpm or more and less than 6,400 rpm is 117.1 (cc/min) or more and 120.0 (cc/min) or more. The average particle diameter (μm) of the mist water is in the range of 61 to 75 μm. In the automobile engine 10, when the number of revolutions (rpm) reaches 1000 (rpm) or more, mist water is supplied from the mist water supply mechanism 20 to the combustion chamber 46a of the cylinder 46, and the number of revolutions (rpm) increases. When the speed is less than 1000 (rpm), atomized water is not supplied to the combustion chamber 46a of the cylinder 46.

自動車用エンジン10が稼働してエンジン10のアイドリング中において、ピストン47がシリンダー46の上死点から下死点に向かって下降を開始してピストン47がシリンダー46の上死点から下死点に達するまでの間の吸気工程では、ECU26から送信されたガソリンの給油量信号(アクセル開度に対応したガソリンの給油量信号)に従って燃料ポンプモジュールが給油量信号に対応した給油量のガソリンをフューエルインジェクター40へ圧送する。 When the automobile engine 10 is operating and the engine 10 is idling, the piston 47 starts to descend from the top dead center of the cylinder 46 toward the bottom dead center, and the piston 47 moves from the top dead center of the cylinder 46 to the bottom dead center. In the intake process up to this point, the fuel pump module injects gasoline in an amount corresponding to the amount signal into the fuel injector according to the gasoline amount signal sent from the ECU 26 (the gasoline amount signal corresponding to the accelerator opening). 40.

自動車用エンジン10が駆動してエンジン10のアイドリング中において、エンジン10の回転数が400rpm以上1000rpm未満の場合、ECU26は、第1~第3水噴射ノズル23a~23cの電磁弁を閉にし、それら水噴射ノズル23a~23cから霧状水の給水を停止する。自動車11が走行を開始し、自動車用エンジン10の回転数が1000rpm以上になると、ECU26は、第1~第3水噴射ノズル23a~23cのうちのいずれかの電磁弁を開にし、水噴射ノズル23a~23cのいずれかから霧状水の給水を開始する。 While the automobile engine 10 is being driven and the engine 10 is idling, if the rotational speed of the engine 10 is 400 rpm or more and less than 1000 rpm, the ECU 26 closes the solenoid valves of the first to third water injection nozzles 23a to 23c. The supply of mist water from the water injection nozzles 23a to 23c is stopped. When the automobile 11 starts running and the rotational speed of the automobile engine 10 reaches 1000 rpm or more, the ECU 26 opens any of the electromagnetic valves of the first to third water injection nozzles 23a to 23c, and the water injection nozzle is activated. The supply of mist water is started from any one of 23a to 23c.

ピストン47がシリンダー46の上死点から下死点に向かって下降を開始してピストン47がシリンダー46の上死点から下死点に達するまでの間の吸気工程では、ECU26から送信された水の給水量信号(エンジン10の回転数に対応した水の給水量)に従って給水量コントロールユニット16が水噴射用電磁弁32の開度を調節し、給水量信号に対応した給水量の水が給水量コントロールユニット16から第1~第3水噴射ノズル23a~23cのいずれかに給水され、設定給水量の水が水噴射ノズル23a~23cのいずれかによってミスト状の霧状水になり、霧状水(エアーを含む混合物)が第1~第3水噴射ノズル23a~23cのいずれかから霧状水生成管57の管内に噴霧(給水)され、霧状水(エアーを含む混合物)が各シリンダー46の燃焼室46aに給水される。 During the intake stroke from when the piston 47 starts descending from the top dead center of the cylinder 46 toward the bottom dead center until the piston 47 reaches the bottom dead center from the top dead center of the cylinder 46, the water transmitted from the ECU 26 is The water supply amount control unit 16 adjusts the opening degree of the water injection solenoid valve 32 according to the water supply amount signal (the amount of water supplied corresponding to the rotation speed of the engine 10), and the amount of water corresponding to the water supply amount signal is supplied. Water is supplied from the amount control unit 16 to any one of the first to third water injection nozzles 23a to 23c, and the set water supply amount of water is turned into a mist of water by one of the water injection nozzles 23a to 23c. Water (a mixture containing air) is sprayed (water supplied) into the mist water generating pipe 57 from any of the first to third water injection nozzles 23a to 23c, and the mist water (a mixture containing air) is sprayed into each cylinder. Water is supplied to the 46 combustion chambers 46a.

吸気工程では、ECU26から送信されたガソリンの給油量信号(アクセル開度に対応したガソリンの給油量信号)に従って燃料ポンプモジュールが給油量信号に対応した給油量のガソリンをフューエルインジェクター40へ圧送し、給油量信号に対応した給油量のガソリンがフューエルインジェクター40からシリンダー46の燃焼室46aに直接噴射される。吸気工程では、空気(又はガソリンと空気との混合気)が吸気バルブからシリンダー46の燃焼室46aに給気されると同時(ガソリンがフューエルインジェクター14からシリンダー46の燃焼室46aに給気されると同時)にミスト給水機構20から霧状水が霧状水生成管57(シリンダー46の燃焼室46a)に給水される。 In the intake process, according to the gasoline refueling amount signal (gasoline refueling amount signal corresponding to the accelerator opening degree) transmitted from the ECU 26, the fuel pump module pressure-feeds gasoline in an amount corresponding to the refueling amount signal to the fuel injector 40, Gasoline of a refueling amount corresponding to the refueling amount signal is directly injected from the fuel injector 40 into the combustion chamber 46a of the cylinder 46. In the intake process, air (or a mixture of gasoline and air) is supplied from the intake valve to the combustion chamber 46a of the cylinder 46, and at the same time (gasoline is supplied from the fuel injector 14 to the combustion chamber 46a of the cylinder 46). At the same time), mist water is supplied from the mist water supply mechanism 20 to the mist water generation pipe 57 (combustion chamber 46a of the cylinder 46).

ミスト状の霧状水(エアーを含む混合物)は、半円の円弧を画く噴霧面33のそれら噴霧口34から霧状水生成管57の管内に噴霧(給水)される。自動車用エンジン10は、第1~第3水噴射ノズル23a~23cが霧状水生成管57の管内に向かって半円の円弧を画く噴霧面33を有し、ミスト状の霧状水を噴霧する複数の噴霧口34が噴霧面33に穿孔され、半円の円弧を画く噴霧面33の複数の噴霧口34からミスト状の霧状水が噴霧されるから、霧状水生成管57の管内に満遍なくミスト状の霧状水を噴霧することができ、すべてのシリンダー46の燃焼室46aに霧状水を満遍なく給水することができる。 The mist-like mist water (mixture containing air) is sprayed (water supplied) into the mist water generating pipe 57 from the spray ports 34 of the spray surface 33 forming a semicircular arc. In the automobile engine 10, the first to third water injection nozzles 23a to 23c have a spray surface 33 that draws a semicircular arc toward the inside of the mist water generating pipe 57, and spray mist water. A plurality of spray ports 34 are perforated in the spray surface 33, and a mist of water is sprayed from the plurality of spray ports 34 of the spray surface 33 forming a semicircular arc. It is possible to evenly spray the mist-like water to the combustion chambers 46a of all the cylinders 46, and it is possible to evenly supply the mist-like water to the combustion chambers 46a of all the cylinders 46.

所定の給油量のガソリンが各シリンダー46の燃焼室46aに給油(供給)され、所定の給水量の霧状水が各シリンダー46の燃焼室46aに給水(供給)された後、ピストン47がシリンダー46の下死点から上死点に向かって上昇する圧縮工程では、シリンダー46の燃焼室46aに給油されたガソリン(空気を含む)及びシリンダー46の燃焼室46aに給水された霧状水(空気を含む混合物)が圧縮される。圧縮されたガソリンを含む混合気及び霧状水(空気を含む混合物)の圧力及び温度が増加する。 After a predetermined amount of gasoline is refueled (supplied) to the combustion chamber 46a of each cylinder 46 and a predetermined amount of water mist is supplied (supplied) to the combustion chamber 46a of each cylinder 46, the piston 47 moves into the cylinder 46. In the compression process rising from the bottom dead center of the cylinder 46 toward the top dead center, gasoline (including air) supplied to the combustion chamber 46a of the cylinder 46 and atomized water (including air) supplied to the combustion chamber 46a of the cylinder 46 (mixture containing) is compressed. The pressure and temperature of the compressed gasoline-containing mixture and the atomized water (air-containing mixture) increase.

ピストン47がシリンダー46の上死点に上昇して圧縮が完了した爆発膨張工程では、ECU26がイグニッションコイル58を利用して点火プラグ48に高電圧を加え、点火プラグ48に火花を発生させる。爆発膨張工程では、ピストン47によって所定の圧縮比に圧縮された燃焼室46aのガソリンを含む混合気が点火プラグ48の火花によって点火される。 In the explosion-expansion process in which the piston 47 rises to the top dead center of the cylinder 46 and compression is completed, the ECU 26 applies a high voltage to the ignition plug 48 using the ignition coil 58, causing the ignition plug 48 to generate a spark. In the explosion and expansion process, the gasoline-containing mixture in the combustion chamber 46a, which has been compressed to a predetermined compression ratio by the piston 47, is ignited by a spark from the spark plug 48.

ガソリンを含む混合気が点火されると、混合気が高温に燃焼し、混合気の燃焼熱によってミスト状の霧状水が瞬時に蒸気化し、霧状水が蒸気爆発を起こし、混合気の燃焼と霧状水の蒸気化(蒸気爆発)とによってピストン47が押し下げられてクランクシャフトが回転する。自動車用エンジンで10は、ガソリンを含む混合気の燃焼エネルギーと蒸気化(蒸気爆発)した霧状水の蒸気エネルギーとが動力(回転力)に変換される。 When an air-fuel mixture containing gasoline is ignited, the air-fuel mixture burns at a high temperature, and the heat of combustion of the air-fuel mixture instantly vaporizes the mist of water, causing a steam explosion and combustion of the air-fuel mixture. The piston 47 is pushed down by the vaporization (steam explosion) of the mist water, and the crankshaft rotates. In an automobile engine 10, the combustion energy of a mixture containing gasoline and the steam energy of vaporized (steam explosion) atomized water are converted into power (rotational force).

ピストン47がシリンダー46の下死点から上死点に向かって再び上昇を開始し、ピストン47がシリンダー46の下死点から上死点に達するまでの間の排気工程では、排気バルブが開き、排気ポート55へ燃焼ガス(排気ガス)が流入し、燃焼ガスがシリンダー46の外へ排気される。燃焼ガス(排気ガス)は、排気ポート55からマフラー39を通って外部に排気される。排気工程が終了すると、再びピストン47が上死点から下死点に下降して吸気工程(4サイクル)に戻る。 In the exhaust process during which the piston 47 starts rising again from the bottom dead center of the cylinder 46 toward the top dead center and the piston 47 reaches the top dead center from the bottom dead center of the cylinder 46, the exhaust valve opens. Combustion gas (exhaust gas) flows into the exhaust port 55 and is exhausted to the outside of the cylinder 46 . Combustion gas (exhaust gas) is exhausted to the outside from the exhaust port 55 through the muffler 39. When the exhaust stroke ends, the piston 47 again descends from the top dead center to the bottom dead center and returns to the intake stroke (4 cycles).

自動車用エンジン10は、フューエルインジェクター40からガソリンがシリンダー46の燃焼室46aに給油されるとともに、第1~第3水噴射ノズル23a~23cのいずれかからミスト状の霧状水がシリンダー46の燃焼室46aに給水(噴霧)され、ピストン47によって所定の圧縮比に圧縮された燃焼室46aのガソリンを含む混合気を点火プラグ48によって点火し、混合気を燃焼させつつ混合気の燃焼熱でミスト状の霧状水を瞬時に蒸気化させ、混合気の燃焼エネルギーと蒸気化(蒸気爆発)した霧状水の蒸気エネルギーとを動力(回転力)に変換するから、ガソリンを含む混合気の燃焼エネルギーとともに、蒸気化(蒸気爆発)した霧状水の蒸気エネルギーをエンジン10の動力(回転力)に変換することができ、燃焼エネルギーと蒸気エネルギーとから所定のエンジン出力を得ることができるとともに、ガソリンを含む混合気の燃焼エネルギーと霧状水の蒸気エネルギーとによって自動車11を走行させることができる。 In the automobile engine 10, gasoline is supplied from the fuel injector 40 to the combustion chamber 46a of the cylinder 46, and a mist of water is supplied from any one of the first to third water injection nozzles 23a to 23c to the combustion chamber 46 of the cylinder 46. Water is supplied (sprayed) to the chamber 46a, and the mixture containing gasoline in the combustion chamber 46a, which is compressed to a predetermined compression ratio by the piston 47, is ignited by the spark plug 48, and while the mixture is combusted, mist is generated by the combustion heat of the mixture. The combustion energy of the air-fuel mixture and the steam energy of the vaporized (steam explosion) atomized water are converted into power (rotational force), which enables the combustion of air-fuel mixtures containing gasoline. Along with the energy, the steam energy of vaporized (steam explosion) atomized water can be converted into power (rotational power) for the engine 10, and a predetermined engine output can be obtained from the combustion energy and steam energy. The automobile 11 can be driven by the combustion energy of the mixture containing gasoline and the steam energy of the atomized water.

図9は、自動車用エンジン10のエンジン回転数と霧状水の給水量との相関関係の一例を示す図である。図9は、自動車11の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかの走行時におけるエンジン回転数と給水量との相関関係を示す。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the correlation between the engine speed of the automobile engine 10 and the amount of mist water supplied. FIG. 9 shows the correlation between the engine rotational speed and the water supply amount when the automobile 11 is traveling on a flat road, traveling uphill, or accelerating.

ECU26は、例えば、自動車11の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかの走行時にアクセルペダル35を踏み込むことによってエンジン回転数(rpm)が1500rpm以上2400rpm未満に増加(上昇)した場合、32.5(cc/分)以上53.8(cc/分)未満の範囲の給水量(噴霧量)であって30~45μmの範囲の平均粒子径の霧状水を第1水噴射ノズル23aから霧状水生成管57の管内に噴霧(給水)し、32.5(cc/分)以上53.8(cc/分)未満の範囲の給水量(噴霧量)であって30~45μmの範囲の平均粒子径の霧状水を1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する(給水量第1増加手段)、(平均粒子径増加手段)。 For example, the ECU 26 increases (increases) the engine speed (rpm) from 1500 rpm to less than 2400 rpm by depressing the accelerator pedal 35 when the vehicle 11 is traveling on a flat road, traveling uphill, or accelerating. ), the water supply amount (spray amount) is in the range of 32.5 (cc/min) or more and less than 53.8 (cc/min) and the atomized water with an average particle diameter in the range of 30 to 45 μm is first The water is sprayed (water supplied) from the water injection nozzle 23a into the mist water generating pipe 57, and the water supply amount (spray amount) is in the range of 32.5 (cc/min) or more and less than 53.8 (cc/min). Atomized water having an average particle diameter in the range of 30 to 45 μm is supplied to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 (first water supply amount increasing means), (average particle diameter increasing means).

ECU26は、平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかの走行時にアクセルペダル35を更に踏み込むことによってエンジン回転数(rpm)が1500rpm以上2400rpm未満から2400rpm以上3200rpm未満に増加(上昇)した場合、53.8(cc/分)以上72.8(cc/分)未満の範囲であって46~60μmの平均粒子径の霧状水を第2水噴射ノズル23bから霧状水生成管57の管内に噴霧(給水)し、53.8(cc/分)以上72.8(cc/分)未満の範囲であって46~60μmの平均粒子径の霧状水を1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する(給水量第1増加手段)、(平均粒子径増加手段)。 The ECU 26 increases the engine rotation speed (rpm) from 1500 rpm or more but less than 2400 rpm to 2400 rpm or more and less than 3200 rpm by further depressing the accelerator pedal 35 when traveling on a flat road, uphill, or accelerating. rise), the second water injection nozzle 23b sprays atomized water with an average particle size of 46 to 60 μm in the range of 53.8 (cc/min) to less than 72.8 (cc/min). Atomized water (water supply) is sprayed into the production pipe 57, and atomized water with an average particle diameter of 46 to 60 μm in the range of 53.8 (cc/min) to less than 72.8 (cc/min) is delivered into one cylinder. Water is supplied to the combustion chamber 46a of No. 46 (first water supply amount increasing means), (average particle size increasing means).

ECU26は、平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかの走行時にアクセルぺペダル35を更に踏み込むことによってエンジン回転数(rpm)が2400rpm以上3200rpm未満から4800rpm以上5200rpm未満に増加(上昇)した場合、109.8(cc/分)以上113.1(cc/分)未満の範囲であって61~75μmの平均粒子径の霧状水を第3水噴射ノズル23cから霧状水生成管57の管内に噴霧(給水)し、109.8(cc/分)以上113.1(cc/分)未満の範囲であって61~75μmの平均粒子径の霧状水を1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する(給水量第1増加手段)、(平均粒子径増加手段)。 The ECU 26 increases the engine rotation speed (rpm) from 2400 rpm or more and less than 3200 rpm to 4800 rpm or more and less than 5200 rpm by further depressing the accelerator pedal 35 when driving on a flat road, uphill, or accelerating. (rise), atomized water with an average particle size of 61 to 75 μm in the range of 109.8 (cc/min) to less than 113.1 (cc/min) is sprayed from the third water injection nozzle 23c. The inside of the water generation pipe 57 is sprayed (water supplied), and atomized water with an average particle diameter of 61 to 75 μm is in the range of 109.8 (cc/min) or more and less than 113.1 (cc/min). Water is supplied to the combustion chamber 46a of the cylinder 46 (first water supply amount increasing means), (average particle size increasing means).

自動車用エンジン10では、平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかの走行時に、エンジン回転数(rpm)が増加するにつれて霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水する霧状水の給水量(cc/分)が増加するとともに、エンジン回転数(rpm)が増加するにつれて霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に噴霧する霧状水の平均粒子径(μm)が増加するから、自動車11がその速度を維持し又はエンジン10の出力が増加して自動車11が加速する。 In the automobile engine 10, when running on a flat road, uphill, or accelerating, the inside of the mist water generating pipe 57 (combustion chamber 46a) increases as the engine speed (rpm) increases. As the amount of mist water supplied (cc/min) increases and the engine speed (rpm) increases, the average of the mist water sprayed into the inside of the mist water generating pipe 57 (combustion chamber 46a) increases. As the particle size (μm) increases, the vehicle 11 maintains its speed or the power of the engine 10 increases and the vehicle 11 accelerates.

自動車用エンジン10は、エンジン回転数(rpm)の増加に伴ってシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(cc)を増加させることで、エンジン回転数(rpm)の増加に伴うように蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーを増加させることでき、エンジン回転数(rpm)の増加に伴ってエンジン出力(kW)を増加させることができるとともに、エンジン10をスムースに低速回転域から中速回転域へ移行させ、中速回転域から高速回転域に移行させることができる。 The automobile engine 10 increases the amount of mist water (cc) supplied to the combustion chamber 46a of the cylinder 46 as the engine speed (rpm) increases. It is possible to increase the steam energy of vaporized atomized water, increase the engine output (kW) as the engine rotation speed (rpm) increases, and smoothly operate the engine 10 in the low speed rotation range. It is possible to shift from the medium speed rotation range to the high speed rotation range, and from the medium speed rotation range to the high speed rotation range.

例えば、エンジン回転数が1500rpm以上2400rpm未満に増加することに伴って霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水する霧状水の給水量を32.5(cc/分)以上53.8(cc/分)未満に増加させ、霧状水の平均粒子径を30~45μmの範囲にすることで、エンジン回転数(rpm)の増加に伴うように蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーを増加させることでき、エンジン回転数(rpm)の増加に伴ってエンジン出力(kW)を増加させることができるとともに、エンジン10をスムースに低速回転域から中速回転域(1500rpm以上2400rpm未満)に移行させることができる。 For example, as the engine speed increases from 1,500 rpm to less than 2,400 rpm, the amount of mist water supplied into the mist water generating pipe 57 (combustion chamber 46a) may be set to 32.5 (cc/min) or more (53 cc/min) or more. By increasing the average particle size of the atomized water to less than .8 (cc/min) and making the average particle diameter of the atomized water in the range of 30 to 45 μm, the vapor of the atomized water is evaporated as the engine rotation speed (rpm) increases. Energy can be increased, engine output (kW) can be increased as the engine speed (rpm) increases, and the engine 10 can be smoothly operated from a low speed rotation range to a medium speed rotation range (1500 rpm or more and less than 2400 rpm). can be moved to.

又、エンジン回転数が2400rpm以上3200rpm未満から4800rpm以上5200rpm未満に増加することに伴って霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水する霧状水の給水量を109.8(cc/分)以上113.1(cc/分)未満に増加させ、霧状水の平均粒子径を61~75μmの範囲にすることで、エンジン回転数(rpm)の増加に伴うように蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーを増加させることでき、エンジン回転数(rpm)の増加に伴ってエンジン出力(kW)を増加させることができるとともに、エンジン10をスムースに中速回転域から高速回転域(4800rpm以上5200rpm未満)に移行させることができる。 Further, as the engine speed increases from 2400 rpm or more and less than 3200 rpm to 4800 rpm or more and less than 5200 rpm, the amount of mist water supplied into the mist water generation pipe 57 (combustion chamber 46a) is increased to 109.8 (cc). By increasing the average particle diameter of the atomized water to a range of 61 to 75 μm, vaporization was achieved as the engine rotational speed (rpm) increased. The steam energy of the mist water can be increased, and the engine output (kW) can be increased as the engine speed (rpm) increases, and the engine 10 can be smoothly moved from the medium speed rotation range to the high speed rotation range ( 4,800 rpm or more and less than 5,200 rpm).

ECU26は、平坦路走行時と上り坂走行時と減速走行時とのいずれかの走行時にアクセルペダル35を緩める(クルーズコントロールや定車速に達してエンジン出力を下げた場合)ことによってエンジン回転数(rpm)が5600rpm以上6400rpm未満から4800rpm以上5200rpm未満に減少(下降)した場合、109.8(cc/分)以上113.1(cc/分)未満の範囲であって61~75μmの平均粒子径の霧状水を第3水噴射ノズル23cから霧状水生成管57の管内に噴霧(給水)し、109.8(cc/分)以上113.1(cc/分)未満の範囲であって61~75μmの平均粒子径の霧状水を1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する(給水量減少手段)、(平均粒子径減少手段)。 The ECU 26 adjusts the engine speed (by loosening the accelerator pedal 35 when driving on a flat road, driving uphill, or decelerating (when using cruise control or reducing engine output after reaching a constant vehicle speed). rpm) decreases (descends) from 5,600 rpm or more and less than 6,400 rpm to 4,800 rpm or more and less than 5,200 rpm, the average particle diameter is in the range of 109.8 (cc/min) or more and less than 113.1 (cc/min) and 61 to 75 μm. mist water is sprayed (water supplied) into the mist water generation pipe 57 from the third water injection nozzle 23c, and the mist water is in the range of 109.8 (cc/min) or more and less than 113.1 (cc/min). Atomized water having an average particle diameter of 61 to 75 μm is supplied to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 (water supply amount reducing means) (average particle diameter reducing means).

ECU26は、平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかの走行時にアクセルペダル35を更に緩めることによってエンジン回転数(rpm)が4800rpm以上5200rpm未満から2400rpm以上3200rpm未満に減少(下降)した場合、53.8(cc/分)以上72.8(cc/分)未満の範囲であって46~60μmの平均粒子径の霧状水を第2水噴射ノズル23bから霧状水生成管57の管内に噴霧(給水)し、53.8(cc/分)以上72.8(cc/分)未満の範囲であって46~60μmの平均粒子径の霧状水を1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する(給水量減少増加手段)、(平均粒子径減少手段)。 The ECU 26 reduces the engine rotation speed (rpm) from 4800 rpm or more and less than 5200 rpm to 2400 rpm or more and less than 3200 rpm by further loosening the accelerator pedal 35 when traveling on a flat road, uphill, or accelerating. ), the second water injection nozzle 23b sprays atomized water with an average particle diameter of 46 to 60 μm in the range of 53.8 (cc/min) to less than 72.8 (cc/min). Atomized water (water supply) is sprayed into the production pipe 57, and atomized water with an average particle diameter of 46 to 60 μm in the range of 53.8 (cc/min) to less than 72.8 (cc/min) is delivered into one cylinder. Water is supplied to the combustion chamber 46a of No. 46 (water supply amount reduction/increase means), (average particle size reduction means).

ECU26は、平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかの走行時にアクセルペダル35を更に緩めることによってエンジン回転数(rpm)が2400rpm以上3200rpm未満から1500rpm以上2400rpm未満に減少(下降)した場合、32.5(cc/分)以上53.8(cc/分)未満の範囲の給水量(噴霧量)であって30~45μmの範囲の平均粒子径の霧状水を第1水噴射ノズル23aから霧状水生成管57の管内に噴霧(給水)し、32.5(cc/分)以上53.8(cc/分)未満の範囲であって30~45μmの平均粒子径の霧状水を1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する(給水量減少増加手段)、(平均粒子径減少手段)。 The ECU 26 reduces the engine rotation speed (rpm) from 2400 rpm or more and less than 3200 rpm to 1500 rpm or more and less than 2400 rpm by further loosening the accelerator pedal 35 when traveling on a flat road, uphill, or accelerating. (down), the water supply amount (spray amount) is in the range of 32.5 (cc/min) or more and less than 53.8 (cc/min), and the atomized water with an average particle size in the range of 30 to 45 μm is applied. 1. Spray (water supply) from the water injection nozzle 23a into the atomized water generation pipe 57 to produce particles with an average particle size of 30 to 45 μm in the range of 32.5 (cc/min) or more and less than 53.8 (cc/min). (means for reducing the amount of water supplied) and (means for reducing the average particle size).

自動車用エンジン10では、平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかの走行時に、エンジン回転数(rpm)が減少するにつれて霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水する霧状水の給水量(cc/分)が減少するとともに、エンジン回転数(rpm)が減少するにつれて霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に噴霧する霧状水の平均粒子径(μm)が減少するから、エンジン10の出力が減少して自動車11の速度が次第に低下する。 In the automobile engine 10, when running on a flat road, uphill, or accelerating, as the engine speed (rpm) decreases, the inside of the mist water generating pipe 57 (combustion chamber 46a) As the amount of mist water supplied (cc/min) decreases and the engine speed (rpm) decreases, the average of the mist water sprayed into the inside of the mist water generation pipe 57 (combustion chamber 46a) decreases. Since the particle size (μm) decreases, the output of the engine 10 decreases and the speed of the vehicle 11 gradually decreases.

自動車用エンジン10は、エンジン回転数(rpm)の減少に伴ってシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(cc)を減少させることで、エンジン回転数(rpm)の減少に伴うように蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーを減少させることでき、エンジン回転数(rpm)の減少に伴ってエンジン出力(kW)を減少させることができるとともに、エンジン10をスムースに高速回転域から中速回転域へ移行させ、中速回転域から低速回転域に移行させることができる。 The automobile engine 10 can reduce the engine speed (rpm) by reducing the amount (cc) of mist water supplied to the combustion chamber 46a of the cylinder 46 as the engine speed (rpm) decreases. As a result, the steam energy of vaporized mist water can be reduced, and the engine output (kW) can be reduced as the engine speed (rpm) decreases, and the engine 10 can be smoothly operated in a high speed rotation range. It is possible to shift from the medium speed rotation range to the medium speed rotation range, and from the medium speed rotation range to the low speed rotation range.

例えば、エンジン回転数が4800rpm以上5200rpm未満から2400rpm以上3200rpm未満に減少することに伴って霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水する霧状水の給水量を53.8(cc/分)以上72.8(cc/分)未満に減少させ、霧状水の平均粒子径を46~60μmの範囲にすることで、エンジン回転数(rpm)の減少に伴うように蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーを減少させることでき、エンジン回転数(rpm)の減少に伴ってエンジン出力(kW)を減少させることができるとともに、エンジン10をスムースに高速回転域から中速回転域(2400rpm以上3200rpm未満)に移行させることができる。 For example, as the engine speed decreases from 4,800 rpm or more and less than 5,200 rpm to 2,400 rpm or more and less than 3,200 rpm, the amount of mist water supplied into the mist water generating pipe 57 (combustion chamber 46a) is reduced to 53.8 (cc). By reducing the average particle size of the atomized water to a range of 46 to 60 μm, vaporization was achieved as the engine speed (rpm) decreased. The steam energy of the mist water can be reduced, and the engine output (kW) can be reduced as the engine speed (rpm) decreases, and the engine 10 can be smoothly moved from the high speed rotation range to the medium speed rotation range ( 2400 rpm or more and less than 3200 rpm).

又、エンジン回転数が2400rpm以上3200rpm未満から1500rpm以上2400rpm未満に減少することに伴って霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水する霧状水の給水量を32.5(cc/分)以上53.8(cc/分)未満に減少させ、霧状水の平均粒子径を30~45μmの範囲にすることで、エンジン回転数(rpm)の減少に伴うように蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーを減少させることでき、エンジン回転数(rpm)の減少に伴ってエンジン出力(kW)を減少させることができるとともに、エンジン10をスムースに中速回転域から低速回転域(1500rpm以上2400rpm未満)に移行させることができる。 Further, as the engine speed decreases from 2400 rpm or more and less than 3200 rpm to 1500 rpm or more and less than 2400 rpm, the amount of mist water supplied into the mist water generation pipe 57 (combustion chamber 46a) is reduced to 32.5 (cc). By reducing the average particle size of the atomized water to a range of 30 to 45 μm, vaporization was achieved as the engine speed (rpm) decreased. The steam energy of the mist water can be reduced, the engine output (kW) can be reduced as the engine speed (rpm) decreases, and the engine 10 can be smoothly moved from the medium speed rotation range to the low speed rotation range ( 1500 rpm or more and less than 2400 rpm).

ECU26は、ブレーキをかけた自動車11の制動時(制動中)に、ミスト給水機構20からシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(cc/分)を最小にするとともに(給水量最小手段)、ミスト給水機構20から燃焼室46aに給水する霧状水の平均粒子径(μm)を最小にする(平均粒子径最小手段)。例えば、自動車11が平坦路走行時にブレーキをかけた場合、ブレーキセンサから自動車11の走行中にブレーキがかけられたことを示すブレーキ信号がECU26に送信され、ブレーキ信号を受信したECU26は、自動車11の平坦路走行時にブレーキがかけられた制動中であると判断する。自動車11が制動中であると判断したECU26は、ミスト給水機構20(第1水噴射ノズル23a)から霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水する霧状水の給水量(cc/分)を最小の32.5(cc/分)以上33.5以下の範囲にするとともに、ミスト給水機構20(第1水噴射ノズル23a)から霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水する霧状水の平均粒子径(μm)を最小の30~32μmの範囲にする。 The ECU 26 minimizes the amount of mist water supplied (cc/min) from the mist water supply mechanism 20 to the combustion chamber 46a of the cylinder 46 when the vehicle 11 is braking (during braking). Amount minimization means), the average particle diameter (μm) of the mist water supplied from the mist water supply mechanism 20 to the combustion chamber 46a is minimized (average particle diameter minimization means). For example, when the automobile 11 applies the brakes while traveling on a flat road, a brake signal indicating that the brakes have been applied while the automobile 11 is traveling is transmitted from the brake sensor to the ECU 26, and the ECU 26, which has received the brake signal, It is determined that the brakes are being applied when driving on a flat road. When the ECU 26 determines that the automobile 11 is braking, the ECU 26 determines the amount of mist water (cc /min) to a minimum range of 32.5 (cc/min) to 33.5, and ) The average particle size (μm) of the mist water supplied to the water supply system is set to the minimum range of 30 to 32 μm.

自動車用エンジン10は、自動車11のブレーキをかけた制動時ではエンジン回転数(rpm)が低い状態となっているため、エンジン回転数(rpm)の増減によって霧状水の平均粒子径(μm)を増減させる必要がなく、ブレーキをかけた制動時に霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水する霧状水の給水量(cc/分)を最小するとともに、霧状水の平均粒子径(μm)を最小にすることで、無駄な蒸気エネルギーの消費を防ぐことができ、自動車用エンジン10にかかる負荷を減少させることができる。 Since the engine rotation speed (rpm) of the automobile engine 10 is low when the automobile 11 is braked, the average particle diameter (μm) of the mist water changes as the engine rotation speed (rpm) increases or decreases. There is no need to increase or decrease the amount of mist water, and it is possible to minimize the amount of mist water supplied (cc/min) into the inside of the mist water generation pipe 57 (combustion chamber 46a) when the brakes are applied, and to reduce the average amount of mist water. By minimizing the particle size (μm), wasteful consumption of steam energy can be prevented and the load on the automobile engine 10 can be reduced.

自動車用エンジン10の駆動中に、温度センサ53から送信された燃焼室温度が400℃に達した場合、ECU26は、燃焼室46aの燃焼温度が上限温度に達したと判断し、1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量(cc/分)を増加させ(給水量第2増加手段)、すべてのシリンダー46の燃焼室46aの燃焼温度を上限温度(400℃)以下に保持する。ECU26は、エンジン回転数に応じた給水量に1~4(cc/分)を加えた給水量の霧状水を水噴射ノズル23a~23cいずれかから霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水する。 When the combustion chamber temperature transmitted from the temperature sensor 53 reaches 400° C. while the automobile engine 10 is running, the ECU 26 determines that the combustion temperature in the combustion chamber 46a has reached the upper limit temperature, and one cylinder 46 The amount of mist water (cc/min) supplied to the combustion chambers 46a of the cylinders 46 is increased (second water supply amount increasing means), and the combustion temperature of the combustion chambers 46a of all the cylinders 46 is lowered to below the upper limit temperature (400° C.). Hold. The ECU 26 supplies mist water in an amount corresponding to the engine speed plus 1 to 4 (cc/min) from one of the water injection nozzles 23a to 23c into the mist water generation pipe 57 (combustion chamber). 46a).

例えば、自動車用エンジン10のエンジン回転数が5200rpm以上5600rpm未満のときに温度センサ53から送信された燃焼室温度が400℃に達した場合、ECU26は、第3水噴射ノズル23cの電磁弁を開に維持し、第1及び第2水噴射ノズ23a,23bの電磁弁を閉に維持するとともに、給水量コントロールユニット22に水噴射用電磁弁32の開度を増加させ、113.1(cc/分)以上117.1(cc/分)未満の給水量に1~4(cc/分)の給水量を加えた113.1(cc/分)以上117.1(cc/分)未満+1~4(cc/分)の給水量の霧状水が1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水(噴霧)されるように、第3水噴射ノズル23cから霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)の管内に霧状水を噴霧させる。尚、第3水噴射ノズル23cから霧状水生成管57の管内に61~75μmの範囲の平均粒子径の霧状水が噴霧される。 For example, if the combustion chamber temperature transmitted from the temperature sensor 53 reaches 400° C. when the engine speed of the automobile engine 10 is 5200 rpm or more and less than 5600 rpm, the ECU 26 opens the solenoid valve of the third water injection nozzle 23c. The solenoid valves of the first and second water injection nozzles 23a and 23b are kept closed, and the water supply amount control unit 22 is made to increase the opening degree of the water injection solenoid valve 32 to reach 113.1 (cc/ 113.1 (cc/min) or more and less than 117.1 (cc/min) + 1 to 4 (cc/min) plus the water supply amount of 1 to 4 (cc/min) to the water supply amount (min) or more and less than 117.1 (cc/min) 4 (cc/min) of mist water is supplied (sprayed) to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 from the third water injection nozzle 23c to the inside of the mist water generation pipe 57 (combustion chamber). Atomized water is sprayed into the tube of 46a). Incidentally, mist water having an average particle diameter in the range of 61 to 75 μm is sprayed into the mist water generating pipe 57 from the third water injection nozzle 23c.

又、自動車用エンジン10のエンジン回転数が5600rpm以上6400rpm未満のときに温度センサ53から送信された燃焼室温度が400℃に達した場合、ECU26は、第3水噴射ノズル23cの電磁弁を開に維持し、第1及び第2水噴射ノズル23a,23bの電磁弁を閉に維持するとともに、給水量コントロールユニット22に水噴射用電磁弁32の開度を増加させ、117.1(cc/分)以上120.0(cc/分)未満の給水量に1~4(cc/分)の給水量を加えた117.1(cc/分)以上120.0(cc/分)未満+1~4(cc/分)の給水量の霧状水が1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水(噴霧)されるように、第3水噴射ノズル23cから霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に霧状水を噴霧させる。尚、第3水噴射ノズル23cから霧状水生成管57の管内に61~75μmの範囲の平均粒子径の霧状水が噴霧される。 Further, if the combustion chamber temperature transmitted from the temperature sensor 53 reaches 400° C. when the engine speed of the automobile engine 10 is 5600 rpm or more and less than 6400 rpm, the ECU 26 opens the solenoid valve of the third water injection nozzle 23c. The solenoid valves of the first and second water injection nozzles 23a and 23b are kept closed, and the water supply amount control unit 22 is made to increase the opening degree of the water injection solenoid valve 32 to 117.1 (cc/ 117.1 (cc/min) or more and less than 120.0 (cc/min) + 1 or more, which is the water supply amount of 1 to 4 (cc/min) added to the water supply amount of 1 to 4 (cc/min) 4 (cc/min) of atomized water is supplied (sprayed) to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 from the third water injection nozzle 23c to the inside of the atomized water generating pipe 57 (combustion chamber). 46a) is sprayed with atomized water. Incidentally, atomized water having an average particle diameter in the range of 61 to 75 μm is sprayed from the third water injection nozzle 23c into the atomized water generating pipe 57.

自動車用エンジン10は、シリンダー46の燃焼室46aの温度が400℃(上限温度)に達したときに1つのシリンダー46の燃焼室46aに給水する霧状水の給水量を1~4(cc/分)増加させることで、増加させた霧状水によって燃焼室46aを冷却することができ、燃焼室46aの温度を上限温度以下に下げることができるとともに、エンジン10の不用意なオーバーヒートを防ぐことができる。 The automobile engine 10 adjusts the amount of mist water supplied to the combustion chamber 46a of one cylinder 46 from 1 to 4 (cc/cc) when the temperature of the combustion chamber 46a of the cylinder 46 reaches 400°C (upper limit temperature). minutes), the increased mist water can cool the combustion chamber 46a, reduce the temperature of the combustion chamber 46a below the upper limit temperature, and prevent the engine 10 from inadvertently overheating. Can be done.

自動車用エンジン10は、シリンダー46の燃焼室46aの温度が400℃(上限温度)を超過すると、燃焼室46aに給水された霧状水が給水された瞬間に蒸発し、ガソリン及び空気の混合気の燃焼と霧状水の蒸気化とのタイミングが合わず、蒸気エネルギーを動力に変換することができないが、燃焼室46aの上限燃焼温度が400℃に保持されるから、混合気を燃焼させると同時にミスト状の霧状水を蒸気化させることができ、混合気(ガソリン)の燃焼エネルギーとともに蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーをエンジン10の動力(回転力)に確実に変換することができる。 In the automobile engine 10, when the temperature of the combustion chamber 46a of the cylinder 46 exceeds 400° C. (upper limit temperature), the mist water supplied to the combustion chamber 46a evaporates at the moment of water supply, and a mixture of gasoline and air is generated. The timing of the combustion of the air-fuel mixture and the vaporization of the atomized water do not match, and the steam energy cannot be converted into power. At the same time, mist-like water can be vaporized, and the steam energy of the vaporized water can be reliably converted into power (rotational power) for the engine 10 along with the combustion energy of the air-fuel mixture (gasoline). .

図10は、自動車用エンジン10のエンジン回転数と霧状水の給水量との相関関係の他の一例を示す図である。図10は、自動車11の下り坂走行時におけるエンジン回転数と給水量との相関関係を示す。 FIG. 10 is a diagram showing another example of the correlation between the engine speed of the automobile engine 10 and the amount of mist water supplied. FIG. 10 shows the correlation between the engine speed and the water supply amount when the automobile 11 is traveling downhill.

自動車用エンジン10の出力は、エンジン回転数に比例するとともに、燃料消費量に比例する。従って、燃料噴射量(エンジン回転数)に対して霧状水の給水量を設定することで、エンジン出力に対応した給水量をシリンダー46の燃焼室46aに給水することができる。しかし、自動車11の下り坂走行時(負荷がかかっていない状態)では、エンジン回転数は高いがアクセルペダル35は踏み込まれておらず、燃料消費量が少ない状態になっている。従って、エンジン回転数の増減によって霧状水の給水量を増減させる必要はなく、アクセル開度センサ37が計測したアクセルペダル35の開度(°)(アクセルペダル35の踏み込み量)を基準としてECU26が霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水する霧状水の給水量(cc/分)を決定する(給水量決定手段)。 The output of the automobile engine 10 is proportional to the engine rotation speed and also to the amount of fuel consumed. Therefore, by setting the amount of mist water to be supplied to the fuel injection amount (engine speed), the amount of water to be supplied corresponding to the engine output can be supplied to the combustion chamber 46a of the cylinder 46. However, when the automobile 11 is traveling downhill (with no load applied), the engine speed is high, but the accelerator pedal 35 is not depressed, and the fuel consumption is low. Therefore, there is no need to increase or decrease the amount of mist water supplied by increasing or decreasing the engine speed, and the ECU 2 determines the amount (cc/min) of mist water to be supplied into the inside of the mist water generating pipe 57 (combustion chamber 46a) (water supply amount determining means).

例えば、図10に示すように、下り坂走行時においてアクセルペダル35の開度(°)が図10の(1)にあり、エンジン回転数が40%の状態からアクセルペダル35の開度(°)が図9の(2)になった場合、ECU26は、アクセル開度センサ37から受信したアクセルペダル35の開度(図9の(2))(エンジン回転数が20%)に対応する給水量(cc/分)の霧状水を水噴射ノズル23a~23cのいずれかから霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に噴霧(給水)する。 For example, as shown in FIG. 10, when driving downhill, the opening degree (°) of the accelerator pedal 35 is at (1) in FIG. ) becomes (2) in FIG. 9, the ECU 26 controls the water supply corresponding to the opening degree of the accelerator pedal 35 ((2) in FIG. 9) (engine speed is 20%) received from the accelerator opening sensor 37. (cc/min) of mist water is sprayed (water supplied) into the mist water generating pipe 57 (combustion chamber 46a) from any of the water injection nozzles 23a to 23c.

自動車用エンジン10は、下り坂走行時ではエンジン回転数(rpm)が高いがアクセルペダル35を踏み込んで加速をする必要がないため、エンジン回転数(rpm)の増減によって蒸気エネルギーを増減させる必要がなく、アクセルペダル35の開度によって霧状水の給水量(cc/分)を決定することで、下り坂走行時においてアクセルペダル35の開度に応じて最適な量の霧状水を霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水することができ、無駄な蒸気エネルギーの消費を防ぐことができる。 Although the engine speed (rpm) of the automobile engine 10 is high when driving downhill, there is no need to accelerate by depressing the accelerator pedal 35, so it is necessary to increase or decrease the steam energy by increasing or decreasing the engine speed (rpm). By determining the amount of mist water supplied (cc/min) depending on the opening degree of the accelerator pedal 35, the optimum amount of mist water can be misted according to the opening degree of the accelerator pedal 35 when driving downhill. Water can be supplied into the water generation pipe 57 (combustion chamber 46a), and wasteful consumption of steam energy can be prevented.

ECU26は、自動車11の下り坂走行時に、ミスト給水機構20(第1水噴射ノズル23a)から霧状水生成管57の管内(燃焼室46a)に給水する霧状水の給水量(cc/分)を最小の30~32μmの範囲にする(給水量最小手段)。自動車用エンジン10は、下り坂走行時ではエンジン回転数(rpm)が高いがアクセルペダル35を踏み込んで加速をする必要がないため、エンジン回転数(rpm)の増減によって蒸気エネルギーを増減させる必要がなく、下り坂走行時に霧状水の平均粒子径(μm)を最小にすることで、無駄な蒸気エネルギーの消費を防ぐことができるとともに、自動車用エンジン10にかかる負荷を減少させることができる。 The ECU 26 controls the amount of mist water supplied (cc/min) from the mist water supply mechanism 20 (first water injection nozzle 23a) into the mist water generation pipe 57 (combustion chamber 46a) when the automobile 11 travels downhill. ) to a minimum range of 30 to 32 μm (water supply minimum means). Although the engine speed (rpm) of the automobile engine 10 is high when driving downhill, there is no need to accelerate by depressing the accelerator pedal 35, so it is necessary to increase or decrease the steam energy by increasing or decreasing the engine speed (rpm). By minimizing the average particle diameter (μm) of the mist water when traveling downhill, wasteful consumption of steam energy can be prevented, and the load on the automobile engine 10 can be reduced.

10 自動車用エンジン
11 自動車
12 フロントエリア(エンジンルーム)
13 中間エリア
14 リアエリア(タンクルーム)
15 ガソリンタンク
16 給水ポンプユニット
17 水タンク
18 注水口
19 回転数センサ
20 ミスト給気機構
21 水位センサ
22 給水量コントロールユニット
23 水噴射ノズル
23a 第1水噴射ノズル
23b 第2水噴射ノズル
23c 第3水噴射ノズル
24 アクセルワークユニット
25 給水管
26 ECU(エレクトロニック・コントロール・ユニット)
27 メーターパネル
28 給水ポンプ
29 プレッシャーレギュレータ(調圧器)
30 ストレーナ
31 バイパス管
32 給水用電磁弁
33 噴射面
34 噴射口
35 アクセルペダル
36 アクセルペダルホルダ
37 アクセル開度センサ
38 エキゾーストマニホールド
39 マフラー
40 フューエルインジェクター(インジェクター)
41 バッテリー
42 発電機
43 ヒューズBOX
44 リレーコイル
45 信号線
46 シリンダー(気筒
47 ピストン
48 点火プラグ(スパークプラグ)
49 CVTCバルブ49
50 イグニッションコイル
51 クランク角センサ
52 POSセンサ
53 温度センサ
54 ノックセンサ
55 排気ポート
56 フロントO2センサ、リアO2センサ
57 霧状水生成管
58 エアーフィルター
59 エアーフローメーター
60 電子制御スロットル
61 スロットル
10 Automotive engine 11 Automobile 12 Front area (engine room)
13 Intermediate area 14 Rear area (tank room)
15 Gasoline tank 16 Water supply pump unit 17 Water tank 18 Water injection port 19 Rotation speed sensor 20 Mist air supply mechanism 21 Water level sensor 22 Water supply amount control unit 23 Water injection nozzle 23a First water injection nozzle 23b Second water injection nozzle 23c Third water Injection nozzle 24 Accelerator work unit 25 Water supply pipe 26 ECU (Electronic Control Unit)
27 Meter panel 28 Water supply pump 29 Pressure regulator (pressure regulator)
30 Strainer 31 Bypass pipe 32 Solenoid valve for water supply 33 Injection surface 34 Injection port 35 Accelerator pedal 36 Accelerator pedal holder 37 Accelerator opening sensor 38 Exhaust manifold 39 Muffler 40 Fuel injector (injector)
41 Battery 42 Generator 43 Fuse BOX
44 Relay coil 45 Signal line 46 Cylinder 47 Piston 48 Spark plug (Spark plug)
49 CVTC valve 49
50 Ignition coil 51 Crank angle sensor 52 POS sensor 53 Temperature sensor 54 Knock sensor 55 Exhaust port 56 Front O2 sensor, rear O2 sensor 57 Misty water generation pipe 58 Air filter 59 Air flow meter 60 Electronically controlled throttle 61 Throttle

Claims (12)

ガソリンを噴射するインジェクターと、所定容積のシリンダーと、前記シリンダーの燃焼室を往復動するピストンと、前記シリンダーの燃焼室に空気又は前記ガソリンと前記空気との混合気を給気する吸気バルブと、前記シリンダーの燃焼室から燃焼ガスを排気する排気バルブと、前記シリンダーの燃焼室のガソリンを含む混合気に点火する点火プラグとを有する自動車用エンジンにおいて、
前記自動車用エンジンが、前記シリンダーの燃焼室にミスト状の霧状水を給水するミスト給水機構を備え、
前記自動車用エンジンでは、前記インジェクターから噴射されたガソリンが前記シリンダーの燃焼室に供給され、略均一の平均粒子径を有するミスト状の霧状水が前記ミスト給水機構から前記シリンダーの燃焼室に給水され、前記ピストンによって所定の圧縮比に圧縮された燃焼室のガソリンを含む混合気を前記点火プラグによって点火し、前記燃焼室の燃焼ガスの燃焼熱で前記ミスト状の霧状水を蒸気化させ、前記燃焼ガスの燃焼エネルギーと前記蒸気化した霧状水の蒸気エネルギーとを動力に変換することを特徴とする自動車用エンジン。
an injector that injects gasoline, a cylinder with a predetermined volume, a piston that reciprocates in a combustion chamber of the cylinder, and an intake valve that supplies air or a mixture of the gasoline and the air to the combustion chamber of the cylinder; An automobile engine having an exhaust valve that exhausts combustion gas from the combustion chamber of the cylinder, and a spark plug that ignites a mixture containing gasoline in the combustion chamber of the cylinder,
The automotive engine includes a mist water supply mechanism that supplies mist water to the combustion chamber of the cylinder,
In the automobile engine, gasoline injected from the injector is supplied to the combustion chamber of the cylinder, and mist-like water having a substantially uniform average particle size is supplied from the mist water supply mechanism to the combustion chamber of the cylinder. The fuel-air mixture containing gasoline in the combustion chamber is compressed to a predetermined compression ratio by the piston, and is ignited by the spark plug, and the mist-like water is vaporized by the combustion heat of the combustion gas in the combustion chamber. An automobile engine, characterized in that the combustion energy of the combustion gas and the steam energy of the vaporized atomized water are converted into power.
前記自動車用エンジンでは、前記空気又は前記ガソリンと該空気との混合気が前記吸気バルブから前記シリンダーの燃焼室に給気されると同時に前記ミスト給水機構から霧状水が前記シリンダーの燃焼室に給水される請求項1に記載の自動車用エンジン。 In the automobile engine, the air or a mixture of the gasoline and the air is supplied from the intake valve to the combustion chamber of the cylinder, and at the same time, mist water is supplied from the mist water supply mechanism to the combustion chamber of the cylinder. The automobile engine according to claim 1, which is supplied with water. 前記自動車用エンジンでは、そのエンジン回転数(rpm)が1000(rpm)以上になったときに前記ミスト給水機構から霧状水が前記シリンダーの燃焼室に給水される請求項1又は請求項2に記載の自動車用エンジン。 In the automobile engine, mist water is supplied from the mist water supply mechanism to the combustion chamber of the cylinder when the engine rotation speed (rpm) reaches 1000 (rpm) or more. Automotive engine mentioned. 前記自動車用エンジンが、前記自動車の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の増加に比例して前記ミスト給水機構から前記燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc/分)を増加させ、前記自動車の平坦路走行時と減速走行時とのいずれかにおいて前記エンジン回転数(rpm)の減少に比例して前記ミスト給水機構から前記燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc/分)を減少させる請求項1ないし請求項3いずれかに記載の自動車用エンジン。 The automobile engine supplies water from the mist water supply mechanism to the combustion chamber in proportion to an increase in engine rotational speed (rpm) when the automobile is traveling on a flat road, traveling uphill, or accelerating. The amount of mist water supplied (cc/min) is increased, and the amount of water supplied from the mist water supply mechanism is increased in proportion to the decrease in the engine speed (rpm) when the vehicle is running on a flat road or when the vehicle is running at deceleration. 4. The automobile engine according to claim 1, wherein the amount (cc/min) of mist water supplied to the combustion chamber is reduced. 前記自動車用エンジンでは、前記自動車の下り坂走行時において前記アクセルの開度を基準として前記燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc/分)を決定する請求項4に記載の自動車用エンジン。 5. The engine for an automobile according to claim 4, wherein the amount (cc/min) of mist water to be supplied to the combustion chamber is determined based on the opening degree of the accelerator when the automobile is running downhill. engine. 前記自動車用エンジンが、前記自動車の平坦路走行時と上り坂走行時と加速走行時とのいずれかにおいてエンジン回転数(rpm)の増加に比例して前記ミスト給水機構から前記燃焼室に給水する霧状水の平均粒子径(μm)を増加させ、前記自動車の平坦路走行時と減速走行時とのいずれかにおいて前記エンジン回転数(rpm)の減少に比例して前記ミスト給水機構から前記燃焼室に給水する霧状水の平均粒子径(μm)を減少させる請求項5に記載の自動車用エンジン。 The automobile engine supplies water from the mist water supply mechanism to the combustion chamber in proportion to an increase in engine rotational speed (rpm) when the automobile is traveling on a flat road, traveling uphill, or accelerating. The average particle diameter (μm) of the mist water is increased, and the combustion is carried out from the mist water supply mechanism in proportion to the decrease in the engine rotation speed (rpm) when the vehicle is running on a flat road or when the vehicle is running at deceleration. 6. The automobile engine according to claim 5, wherein the average particle size (μm) of the atomized water supplied to the chamber is reduced. 前記自動車用エンジンが、前記自動車の下り坂走行時とブレーキをかけた制動時とのいずれかにおいて前記ミスト給水機構から前記燃焼室に給水する霧状水の平均粒子径(μm)を最小にする請求項6に記載の自動車用エンジン。 The automobile engine minimizes the average particle diameter (μm) of the mist water supplied from the mist water supply mechanism to the combustion chamber either when the automobile is running downhill or when braking. The automobile engine according to claim 6. 前記自動車用エンジンが、前記シリンダーに設置されて前記燃焼室の燃焼温度を計測する温度センサを含み、前記自動車用エンジンでは、前記温度センサが計測した前記燃焼室の燃焼温度が上限温度に達したときに前記シリンダーの燃焼室に給水する霧状水の給水量(cc/分)を増加させ、前記燃焼室の燃焼温度を上限温度以下に保持する請求項7に記載の自動車用エンジン。 The automotive engine includes a temperature sensor installed in the cylinder to measure the combustion temperature of the combustion chamber, and in the automotive engine, the combustion temperature of the combustion chamber measured by the temperature sensor has reached an upper limit temperature. 8. The automobile engine according to claim 7, wherein the amount (cc/min) of mist water supplied to the combustion chamber of the cylinder is increased to maintain the combustion temperature of the combustion chamber below an upper limit temperature. 前記ミスト給水機構が、前記ミスト状の霧状水を生成する霧状水生成管と、前記霧状水生成管に流入するエアーに含まれる不純物を除去するエアーフィルターと、前記エアーフィルターの下流に設置されて前記エアーの流量を調節する電子制御スロットルと、前記霧状水生成管における前記電子制御スロットルの下流に設置されて該霧状水生成管の管内に前記ミスト状の霧状水を噴射する水噴射ノズルとから形成されている請求項1ないし請求項8いずれかに記載の自動車用エンジン。 The mist water supply mechanism includes a mist water generation pipe that generates the mist water, an air filter that removes impurities contained in air flowing into the mist water production pipe, and an air filter downstream of the air filter. an electronically controlled throttle installed to adjust the flow rate of the air; and an electronically controlled throttle installed downstream of the electronically controlled throttle in the atomized water generating pipe to inject the mist-like atomized water into the atomized water generating pipe. An automobile engine according to any one of claims 1 to 8, comprising a water injection nozzle. 前記水噴射ノズルが、前記霧状水生成管の管内に向かって半円の円弧を画く噴射面を有し、前記ミスト状の霧状水を噴射する複数の噴射口が、前記噴射面に穿孔されている請求項9に記載の自動車用エンジン。 The water injection nozzle has an injection surface that draws a semicircular arc toward the inside of the mist water generating tube, and a plurality of injection ports for ejecting the mist-like water are perforated in the injection surface. The automobile engine according to claim 9, wherein: 前記ミスト給水機構が、前記シリンダーの燃焼室に前記ミスト状の霧状水を直接噴射する水噴射インジェクターである請求項1ないし請求項8いずれかに記載の自動車用エンジン。 9. The automobile engine according to claim 1, wherein the mist water supply mechanism is a water injector that directly injects the mist water into the combustion chamber of the cylinder. 前記水噴射ノズルの噴射面のそれら噴射口又は前記水噴射インジェクターから噴射される霧状水の平均粒子径が、30~75μmの範囲にある請求項10又は請求項11に記載の自動車用エンジン。 The automobile engine according to claim 10 or 11, wherein the average particle diameter of the mist water injected from the injection ports of the injection surface of the water injection nozzle or the water injection injector is in the range of 30 to 75 μm.
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