JP5428057B2 - 圧縮着火内燃機関、グロープラグ及びインジェクタ - Google Patents
圧縮着火内燃機関、グロープラグ及びインジェクタ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5428057B2 JP5428057B2 JP2008182111A JP2008182111A JP5428057B2 JP 5428057 B2 JP5428057 B2 JP 5428057B2 JP 2008182111 A JP2008182111 A JP 2008182111A JP 2008182111 A JP2008182111 A JP 2008182111A JP 5428057 B2 JP5428057 B2 JP 5428057B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- plasma
- compression ignition
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0654—Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling
- F02B23/0657—Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling the spray interacting with one or more glow plugs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0669—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/402—Multiple injections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M27/00—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
- F02M27/04—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by electric means, ionisation, polarisation or magnetism
- F02M27/042—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by electric means, ionisation, polarisation or magnetism by plasma
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M27/00—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
- F02M27/08—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by sonic or ultrasonic waves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
- F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P23/00—Other ignition
- F02P23/04—Other physical ignition means, e.g. using laser rays
- F02P23/045—Other physical ignition means, e.g. using laser rays using electromagnetic microwaves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/14—Engines characterised by precombustion chambers with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0672—Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
- F02P15/006—Ignition installations combined with other systems, e.g. fuel injection
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
- F02P15/02—Arrangements having two or more sparking plugs
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Description
燃料との反応に供されるガスが圧縮されて存在する燃焼室内にインジェクタより燃料を噴射し、該燃料を圧縮着火させる圧縮着火内燃機関であって、燃焼室内に一、または、複数のアンテナを有し、かつ燃焼室内の燃料との反応に供されるガス、または、水分と、荷電粒子とがともに存在するときに、該燃料との反応に供されるガス及び荷電粒子が存在する空間に前記アンテナを用いて電磁波の照射を行い、前記荷電粒子にエネルギを供給することにより、前記空間にプラズマを発生させ、前記電磁波の照射は、前記インジェクタから噴射された後に行われることを特徴とするものである。
構成1を有する圧縮着火内燃機関であって、インジェクタより噴射される燃料の状況に応じて、前記電磁波の照射によりその時点での該状況に対応する空間分布の電場を、アンテナを用いて形成することを特徴とするものである。
構成2を有する圧縮着火内燃機関であって、さらに、燃焼室内に荷電粒子を準備するための手段を有し、燃料の着火前において、プラズマを発生させて燃料との反応に供されるガスの化学活性、または、化学反応性を高めることにより、混合気形成、着火遅れ時間、火炎の広がり、排ガス生成量、または、温度上昇部の均一性を制御することを特徴とするものである。
構成3を有する圧縮着火内燃機関であって、供給するための手段は、放電、レーザ誘起ブレイクダウン、摩擦、衝撃及び化学反応からなるプラズマの生成手法の群より選ばれた一、または、複数の生成手法により、荷電粒子を供給することを特徴とするものである。
構成3を有する圧縮着火内燃機関であって、準備するための手段は、熱電子を準備することを特徴とするものである。
構成2乃至構成5のいずれか一を有する圧縮着火内燃機関であって、インジェクタより燃料が噴射されるときに、アンテナを用いて電磁波の照射を行い、燃料の噴流の近辺の空間に強電場を形成し、燃料の噴流の近辺の空間内の荷電粒子にエネルギを供給することにより、空間にプラズマを発生させることを特徴とするものである。
構成2乃至構成5のいずれか一を有する圧縮着火内燃機関において、インジェクタより燃料が噴射されたときに、アンテナを用いて電磁波の照射を行い、燃料の噴流の終端付近の空間に強電場を形成し、燃料の噴流の終端付近の空間内の荷電粒子にエネルギを供給することにより、前記空間にプラズマを発生させることを特徴とするものである。
構成2乃至構成5のいずれか一を有する圧縮着火内燃機関であって、インジェクタより燃料が噴射されるときに、アンテナを用いて電磁波の照射を行い、少なくとも燃料の噴流の流線上の所定点を含む空間に強電場を形成し、空間内の荷電粒子にエネルギを供給することにより、空間にプラズマを発生させることを特徴とするものである。
構成8を有する圧縮着火内燃機関であって、アンテナを用いた電磁波の照射による強電場の形成は、燃料の噴流のうち燃料が霧状、液状、液滴状、コロイド状、粒子状液体、または、粒子状固体の少なくともいずれか一を含有する流れで通過する空間において行うことを特徴とするものである。
構成8を有する圧縮着火内燃機関であって、アンテナを用いた電磁波の照射による強電場の形成は、インジェクタより噴射される燃料の噴流が燃焼室壁面、または、ピストンチャンバ内面付近の空間に到達するときに行い、燃焼室壁面付近の空間、または、ピストンチャンバ内面付近の空間において行うことを特徴とするものである。
構成2乃至構成5のいずれか一を有する圧縮着火内燃機関において、インジェクタは、複数のノズルを有しており、ノズルの各々より噴射される燃料に対し、予め定められた順序でプラズマの発生を行うことを特徴とするものである。
構成8を有する圧縮着火内燃機関であって、燃焼室には、スキッシュ流、スワール、または、タンブルが発生し、アンテナを用いた電磁波の照射による強電場の形成は、スキッシュ流、スワール、または、タンブルにより燃料を含有する作動流体に流れ、または、乱れが生じるときに、該流れ、または、乱れが生じる空間において行うことを特徴とするものである。
構成2乃至構成5のいずれか一を有する圧縮着火内燃機関であって、インジェクタは、吸気行程終了時点から圧縮着火に供される燃料の噴射時点までに、少なくとも1回燃料の事前噴射を行い、インジェクタより燃料が事前噴射されるときに、アンテナを用いて電磁波の照射を行い、燃料の噴流の近辺の空間に強電場を形成し、燃料の噴流の近辺の空間内の荷電粒子にエネルギを供給することにより、空間にプラズマを発生させることを特徴とするものである。
構成13を有する圧縮着火内燃機関であって、プラズマの発生により、事前噴射された燃料を着火させることを特徴とするものである。
構成6乃至構成14のいずれか一を有する圧縮着火内燃機関であって、インジェクタは、複数のノズルを有しており、電磁波の照射は、複数のノズルからの複数の噴流に挟まれた空間に向けて行うことを特徴とするものである。
構成2乃至構成15のいずれか一を有する圧縮着火内燃機関であって、着火後において、燃料との反応に供されるガスと燃料の噴流との界面付近に強電場を形成し、該界面付近に生じる火炎内の荷電粒子火炎より生じる荷電粒子にエネルギを供給することを特徴とするものである。
構成1乃至構成16のいずれか一を有する圧縮着火内燃機関であって、コールドスタート時、または、トランジェント運転時に、電磁波の照射を行うことを特徴とするものである。
構成1乃至構成17のいずれか一を有する圧縮着火内燃機関に使用されるグロープラグであって、抵抗線を有し燃焼室内に臨んで設置される発熱体と、抵抗線に接続された給電線と、発熱体、または、給電線に、誘電体を介して接合され、所定周波数の電磁波に共振するアンテナと、アンテナへの給電を行う電磁波伝送路とを備え、アンテナは、インジェクタの方向に電磁波を放射することを特徴とするものである。
構成1乃至構成17のいずれか一を有する圧縮着火内燃機関に使用されるインジェクタであって、インジェクタ本体に設けられた一、または、複数のノズルと、インジェクタ本体の外表面に設置されたアンテナとを備え、アンテナは、ノズルからの噴流の近傍に向けて電磁波を放射することを特徴とするものである。
構成2を有する圧縮着火内燃機関において、燃焼室内に荷電粒子を準備するための手段を有し、ノッキングの発生時に、プラズマを発生させて燃料との反応に供されるガスの化学活性、または、化学反応性を高めることにより、燃焼室内の圧力分布を制御することを特徴とするものである。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態においては、燃料は炭化水素系の化合物を含有してなるものとし、この燃料との反応に供されるガスは空気であるものとし、これが、酸化性ガス、または、支燃性ガスとして燃料と反応し、結果として燃焼が達成されるものとする。
上記実施形態においては、プラズマを燃料の噴流の近傍にプラズマを発生させる実施形態について説明した。しかし、本発明はこのような実施形態には限定されない。プラズマを燃料の噴流に沿って発生させてもよい。
上述の実施形態では、インジェクタの燃料噴射により直接的に生じる燃料の噴流に沿う領域で、または、近傍の領域で、電磁波放射を行ったが、本発明はこのような実施形態には限定されない。図4に示すように、燃焼室内ではインジェクタからの燃料の噴流の他に、スキッシュ流、スワール、タンブルといった流れが生じる。これらスキッシュ流、スワール及びタンブルに沿う領域で、または、近傍の領域で、電磁波放射を行い、プラズマを作用させるようにしてもよい。スキッシュ流、スワール、タンブルによる混合気形成作用がさらに促進され、燃焼が促進される。
図5に示すディーゼルエンジン80は、いわゆる副室燃焼方式のエンジンである。このディーゼルエンジン80は、図5に示すように、シリンダヘッド82と、シリンダライナ84と、シリンダライナ84に摺接するピストン86とを有する。シリンダヘッド82にはピストンを臨む位置に窪みが設けられている。
このディーゼルエンジン80において、主燃焼室内にマイクロ波を照射するように、さらにマイクロ波伝送路及びアンテナを設けてもよい。
第2の実施形態及びその変形においては、シリンダヘッドにマイクロ波伝送路とアンテナを設ける構成であったが、本発明はこのようなものには限定されない。以下では、マイクロ波伝送路とアンテナとを備えたグロープラグの実施形態について説明する。
アンテナ116は、ロッド状のものには限定されない。図7に示すように、抵抗線112を取り囲むように配されたリング状のアンテナでもよい。また同様の形状のループアンテナでもよい。抵抗線の付近にマイクロ波を形成する形状であればその形状を問わない。ただし、アンテナ116は、抵抗線に接触しないことが望ましい。
図8に、第4の実施形態に係るグロープラグ200の構成を示す。このグロープラグ200は、図8に示すように、いわゆるシーズ型のグロープラグであり、抵抗線が導電性のシーズ212により被覆されている。マイクロ波伝送路214は、ケース206とシーズ212との接合部分付近より外部に露出する。アンテナ216は、照射端がシーズ212の先端付近に向けて配置される。
なお、図8に示す例では、アンテナ216とマイクロ波伝送路214とは、シーズ212とケース206との接合部付近で接続されていたが、このような構成には限定されない。図9に示すように、マイクロ波伝送路214がシーズ212の先端付近にまで達していてもよい。この場合、マイクロ波伝送路は耐熱性の高い素材からなるものであることが望ましい。
図16に、第5の実施形態に係るグロープラグ300の構成を示す。このグロープラグ300は、図16に示すように、いわゆるセラミックヒータ型のグロープラグであり、給電線310に接続されたセラミックヒータ312が発熱体となる。マイクロ波伝送路314は、ケース306とセラミックヒータ312との接合部分付近より外部に露出する。アンテナ216は、照射端がセラミックヒータ312の先端付近に向けて配置される。
上述の各実施形態では、熱電子へのマイクロ波の照射、または、火炎を契機としてプラズマの発生を行ったが、本発明はこのような構成に限定されない。すなわち、プラズマの生成予定の領域に小規模なプラズマを予め形成し、そのプラズマ中の荷電粒子にマイクロ波を放射するようにしてもよい。小規模なプラズマは、スパークプラグ等の放電電極を用いることにより、または、レーザ光等を照射することにより形成することができる。マイクロ波によりプラズマを拡大成長させることができるため、この小規模なプラズマは、それ単独で着火を生じさせるほど大規模なものでなくてよい。
インジェクタは、例えばコモンレールシステムがパイロット、プレ、メイン、ポスト、アフタといった燃料噴射を行うように、複数回に亘り燃料噴射を行うものであってもよい。さらに、燃料噴射のうち、圧縮着火に供される噴射(コモンレールシステムにおいてはメイン噴射)以外の噴射に対し電磁波照射を行い、プラズマを作用させてもよい。例えば、圧縮着火に供される燃料の噴射に先んじて、インジェクタが燃料の噴射(以下、「事前噴射」と呼ぶ)を行い、この事前噴射での燃料の噴流の近辺の空間にプラズマを作用させると、燃料との反応に供されるガスの化学活性、または、化学反応性がプラズマによって高まる。化学活性、または、化学反応性の高まったガスとこの燃料の噴流とが混合し、着火性の高い作動流体が形成される。この後圧縮着火に供される燃料の噴射時は、着火性の高い作動流体の作用により、圧縮着火が容易になる。これは着火遅れ時間の短縮、火炎拡大の促進に資する。
42、82 シリンダヘッド
44、84 シリンダライナ
46、86 ピストン
48A、48B バルブ
50、94 インジェクタ
52、96、114、214、314 マイクロ波伝送路
54、98、116、216、316 アンテナ
88 チャンバカラー
90 渦流室
92、100、200、300 グロープラグ
Claims (10)
- 燃料との反応に供されるガスが圧縮されて存在する燃焼室内にインジェクタより燃料を噴射し、該燃料を圧縮着火させる圧縮着火内燃機関であって、
燃焼室内に一、または、複数のアンテナを有し、かつ前記燃焼室内の燃料との反応に供される霧状、液状、液滴状、コロイド状又は粒子状である固体又は液体の物質が混入するガス、または、水分と、荷電粒子とがともに存在するときに、該燃料との反応に供されるガス及び荷電粒子が存在する前記燃料の噴流の近辺となる、前記インジェクタより噴射される燃料の状況によって燃焼室内で発生する前記ガスに含まれる固体又は液体と気体との混層流を形成する空間に、前記アンテナを用いた電磁波の照射を前記インジェクタから燃料が噴射された後に行い、前記燃料の噴流の近辺の空間である、混層流を形成する空間に強電場を形成し、前記空間内の荷電粒子にエネルギを供給することにより、前記空間にプラズマを発生させる
ことを特徴とする圧縮着火内燃機関。 - 前記インジェクタは、複数のノズルを有する請求項1に記載の圧縮着火内燃機関。
- 前記燃焼室には、スキッシュ流、スワール、または、タンブルが発生し、
前記アンテナを用いた電磁波の照射による強電場の形成は、前記スキッシュ流、スワール、または、タンブルにより前記燃料を含有する作動流体に流れ、または、乱れが生じるときに、該流れ、または、乱れが生じる空間においても行う
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮着火内燃機関。 - 前記インジェクタは、吸気行程終了時点から圧縮着火に供される燃料の噴射時点までに、少なくとも1回燃料の事前噴射を行い、
前記インジェクタより燃料が事前噴射されるときに、前記アンテナを用いて電磁波の照射を行い、前記燃料の噴流の近辺の空間に強電場を形成し、前記燃料の噴流の近辺の空間内の荷電粒子にエネルギを供給することにより、前記空間にプラズマを発生させる
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の圧縮着火内燃機関。 - 前記プラズマの発生により、前記事前噴射された燃料を着火させる
ことを特徴とする請求項4に記載の圧縮着火内燃機関。 - 前記電磁波の照射は、前記複数のノズルからの複数の噴流に挟まれた空間に向けて行う
ことを特徴とする請求項2に記載の圧縮着火内燃機関。 - 前記燃料の着火後において、前記燃料との反応に供されるガスと前記燃料の噴流との界面付近に強電場を形成し、該界面付近に生じる火炎内の荷電粒子火炎より生じる荷電粒子にエネルギを供給する
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の圧縮着火内燃機関。 - コールドスタート時、または、トランジェント運転時に、前記電磁波の照射を行う
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の圧縮着火内燃機関。 - 前記燃焼室内に荷電粒子を準備するための手段を有し、
ノッキングの発生時に、プラズマを発生させて前記燃料との反応に供されるガスの化学活性、または、化学反応性を高めることにより、前記燃焼室内の圧力分布を制御する
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の圧縮着火内燃機関。 - 請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の圧縮着火内燃機関に使用されるインジェクタであって、
インジェクタ本体に設けられた一、または、複数のノズルと、
インジェクタ本体の外表面に設置されたアンテナと
を備え、
前記アンテナは、前記ノズルからの噴流の近辺に向けて電磁波を放射する
ことを特徴とするインジェクタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008182111A JP5428057B2 (ja) | 2007-07-12 | 2008-07-12 | 圧縮着火内燃機関、グロープラグ及びインジェクタ |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007183769 | 2007-07-12 | ||
JP2007183769 | 2007-07-12 | ||
JP2008119411 | 2008-04-30 | ||
JP2008119411 | 2008-04-30 | ||
JP2008182111A JP5428057B2 (ja) | 2007-07-12 | 2008-07-12 | 圧縮着火内燃機関、グロープラグ及びインジェクタ |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009287549A JP2009287549A (ja) | 2009-12-10 |
JP2009287549A5 JP2009287549A5 (ja) | 2011-09-22 |
JP5428057B2 true JP5428057B2 (ja) | 2014-02-26 |
Family
ID=40228691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008182111A Expired - Fee Related JP5428057B2 (ja) | 2007-07-12 | 2008-07-12 | 圧縮着火内燃機関、グロープラグ及びインジェクタ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8156911B2 (ja) |
EP (1) | EP2180177B1 (ja) |
JP (1) | JP5428057B2 (ja) |
WO (1) | WO2009008521A1 (ja) |
Families Citing this family (49)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8635985B2 (en) | 2008-01-07 | 2014-01-28 | Mcalister Technologies, Llc | Integrated fuel injectors and igniters and associated methods of use and manufacture |
JP5061310B2 (ja) * | 2008-03-14 | 2012-10-31 | イマジニアリング株式会社 | バルブを用いたプラズマ装置 |
JP5934851B2 (ja) * | 2009-10-06 | 2016-06-15 | イマジニアリング株式会社 | 内燃機関 |
KR100965491B1 (ko) * | 2009-11-02 | 2010-06-24 | 박영배 | 복합 플라스마 발생장치 |
WO2011065162A1 (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-03 | イマジニアリング株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
CA2779568C (en) | 2009-12-07 | 2013-05-14 | Mcalister Technologies, Llc | Integrated fuel injector igniters suitable for large engine applications and associated methods of use and manufacture |
US9172217B2 (en) | 2010-11-23 | 2015-10-27 | Woodward, Inc. | Pre-chamber spark plug with tubular electrode and method of manufacturing same |
US8584648B2 (en) | 2010-11-23 | 2013-11-19 | Woodward, Inc. | Controlled spark ignited flame kernel flow |
US9476347B2 (en) | 2010-11-23 | 2016-10-25 | Woodward, Inc. | Controlled spark ignited flame kernel flow in fuel-fed prechambers |
JP5569387B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2014-08-13 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
WO2012102070A1 (ja) | 2011-01-28 | 2012-08-02 | イマジニアリング株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
US9309812B2 (en) | 2011-01-31 | 2016-04-12 | Imagineering, Inc. | Internal combustion engine |
JP6152534B2 (ja) * | 2011-01-31 | 2017-06-28 | イマジニアリング株式会社 | プラズマ生成装置 |
JP6002893B2 (ja) * | 2011-02-15 | 2016-10-05 | イマジニアリング株式会社 | 内燃機関 |
US9677534B2 (en) * | 2011-03-14 | 2017-06-13 | Imagineering, Inc. | Internal combustion engine |
JP5794566B2 (ja) * | 2011-06-30 | 2015-10-14 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 内燃機関の制御装置 |
EP2743496B1 (en) * | 2011-07-16 | 2017-08-30 | Imagineering, Inc. | Plasma generating device, and internal combustion engine |
JP6064138B2 (ja) * | 2011-07-16 | 2017-01-25 | イマジニアリング株式会社 | 内燃機関、及びプラズマ生成装置 |
WO2013021852A1 (ja) * | 2011-08-10 | 2013-02-14 | イマジニアリング株式会社 | 内燃機関 |
US9860968B2 (en) | 2011-09-22 | 2018-01-02 | Imagineering, Inc. | Plasma generating device, and internal combustion engine |
US20130104861A1 (en) * | 2011-10-27 | 2013-05-02 | Southwest Research Institute | Enhanced Combustion for Compression Ignition Engine Using Electromagnetic Energy Coupling |
WO2014042544A1 (es) * | 2012-09-12 | 2014-03-20 | Loayza Velez Renzo Pio Javier | Sistema y método termocatalizador molecular sónico |
WO2014069337A1 (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-08 | イマジニアリング株式会社 | 電磁波放射装置 |
US9169821B2 (en) | 2012-11-02 | 2015-10-27 | Mcalister Technologies, Llc | Fuel injection systems with enhanced corona burst |
US9169814B2 (en) | 2012-11-02 | 2015-10-27 | Mcalister Technologies, Llc | Systems, methods, and devices with enhanced lorentz thrust |
US8752524B2 (en) | 2012-11-02 | 2014-06-17 | Mcalister Technologies, Llc | Fuel injection systems with enhanced thrust |
US9200561B2 (en) * | 2012-11-12 | 2015-12-01 | Mcalister Technologies, Llc | Chemical fuel conditioning and activation |
US9856848B2 (en) | 2013-01-08 | 2018-01-02 | Woodward, Inc. | Quiescent chamber hot gas igniter |
US9194337B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-11-24 | Advanced Green Innovations, LLC | High pressure direct injected gaseous fuel system and retrofit kit incorporating the same |
US8820293B1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-02 | Mcalister Technologies, Llc | Injector-igniter with thermochemical regeneration |
EP2997251A4 (en) * | 2013-03-15 | 2018-01-31 | Combustion 8 Technologies LLC | Reducing fuel consumption of spark ignition engines |
US9562500B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-02-07 | Mcalister Technologies, Llc | Injector-igniter with fuel characterization |
JP6281368B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2018-02-21 | マツダ株式会社 | 直噴エンジンの制御装置 |
JP6677865B2 (ja) * | 2014-08-12 | 2020-04-08 | イマジニアリング株式会社 | 点火装置 |
JP6635341B2 (ja) * | 2014-08-20 | 2020-01-22 | イマジニアリング株式会社 | 圧縮着火式内燃機関の修理方法 |
US9653886B2 (en) | 2015-03-20 | 2017-05-16 | Woodward, Inc. | Cap shielded ignition system |
CN107636275B (zh) | 2015-03-20 | 2019-12-31 | 伍德沃德有限公司 | 点燃内燃发动机中的空气燃料混合物的系统和方法 |
US9890689B2 (en) * | 2015-10-29 | 2018-02-13 | Woodward, Inc. | Gaseous fuel combustion |
CN108291494B (zh) * | 2015-12-03 | 2021-03-26 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 控制内燃发动机的运行的方法和设备 |
JP6281576B2 (ja) * | 2016-01-12 | 2018-02-21 | マツダ株式会社 | エンジンオイルの劣化診断装置 |
US10018104B2 (en) * | 2016-11-14 | 2018-07-10 | GM Global Technology Operations LLC | Combustion ignition device for an internal combustion engine |
EP3577325B1 (en) * | 2017-02-06 | 2023-10-25 | Cummins Inc. | Engine system for emission reduction without aftertreatment |
JP7058084B2 (ja) | 2017-06-14 | 2022-04-21 | 株式会社Soken | 点火装置 |
JP6943229B2 (ja) * | 2018-09-03 | 2021-09-29 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジン |
JP6943228B2 (ja) * | 2018-09-03 | 2021-09-29 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジン |
JP6969526B2 (ja) * | 2018-09-03 | 2021-11-24 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジン |
KR20200069920A (ko) * | 2018-12-07 | 2020-06-17 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 피스톤 연소실구조 |
US11415041B2 (en) | 2019-09-16 | 2022-08-16 | Woodward, Inc. | Flame triggered and controlled volumetric ignition |
US11174780B1 (en) * | 2021-02-17 | 2021-11-16 | Southwest Research Institute | Microwave heating of combustion chamber of internal combustion engine during cold starting |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3934566A (en) * | 1974-08-12 | 1976-01-27 | Ward Michael A V | Combustion in an internal combustion engine |
US4138980A (en) * | 1974-08-12 | 1979-02-13 | Ward Michael A V | System for improving combustion in an internal combustion engine |
US4774914A (en) * | 1985-09-24 | 1988-10-04 | Combustion Electromagnetics, Inc. | Electromagnetic ignition--an ignition system producing a large size and intense capacitive and inductive spark with an intense electromagnetic field feeding the spark |
US5027764A (en) * | 1990-04-26 | 1991-07-02 | Michael Reimann | Method of and apparatus for igniting a gas/fuel mixture in a combustion chamber of an internal combustion engine |
JPH06229334A (ja) * | 1993-02-02 | 1994-08-16 | Masahiro Morita | 内燃機関の燃焼装置 |
US5689949A (en) * | 1995-06-05 | 1997-11-25 | Simmonds Precision Engine Systems, Inc. | Ignition methods and apparatus using microwave energy |
JPH0949485A (ja) * | 1995-08-08 | 1997-02-18 | Mitsubishi Motors Corp | エンジンのグロープラグ制御装置 |
US5845480A (en) * | 1996-03-13 | 1998-12-08 | Unison Industries Limited Partnership | Ignition methods and apparatus using microwave and laser energy |
GB9620318D0 (en) * | 1996-09-30 | 1996-11-13 | Bebich Matthew | New ignition system and related engine components |
JP2000274249A (ja) | 1999-03-19 | 2000-10-03 | Nissan Motor Co Ltd | ガソリン内燃機関 |
JP2001073920A (ja) * | 1999-09-07 | 2001-03-21 | Honda Motor Co Ltd | マイクロ波点火装置 |
US6289868B1 (en) * | 2000-02-11 | 2001-09-18 | Michael E. Jayne | Plasma ignition for direct injected internal combustion engines |
JP2001317360A (ja) | 2000-05-01 | 2001-11-16 | Shigeru Nagano | ディーゼルエンジン |
DE10037536C2 (de) * | 2000-08-01 | 2002-11-21 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung einer Plasmazündung in Verbrennungsmotoren |
US7405416B2 (en) * | 2005-02-25 | 2008-07-29 | Cymer, Inc. | Method and apparatus for EUV plasma source target delivery |
JP4082347B2 (ja) * | 2003-12-18 | 2008-04-30 | トヨタ自動車株式会社 | プラズマインジェクター及び排ガス浄化システム |
JP4238741B2 (ja) * | 2004-02-20 | 2009-03-18 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置 |
JP4301094B2 (ja) * | 2004-06-25 | 2009-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料又は還元剤添加装置及び方法、並びにプラズマトーチ |
JP4525335B2 (ja) * | 2004-10-07 | 2010-08-18 | 株式会社豊田中央研究所 | 内燃機関及びその点火装置 |
CN101305183A (zh) * | 2005-09-09 | 2008-11-12 | Btu国际公司 | 用于内燃机的微波燃烧系统 |
JP4876217B2 (ja) * | 2005-09-20 | 2012-02-15 | イマジニアリング株式会社 | 点火装置、内燃機関 |
RU2418978C2 (ru) | 2006-09-20 | 2011-05-20 | Имэджиниринг, Инк. | Устройство зажигания, двигатель внутреннего сгорания, свеча зажигания, плазменное оборудование, устройство для разложения отработавшего газа, озонообразующее/стерилизующее/дезинфицирующее устройство и устройство для устранения запахов |
JP5374691B2 (ja) * | 2008-03-14 | 2013-12-25 | イマジニアリング株式会社 | 複数放電のプラズマ装置 |
JP5061310B2 (ja) * | 2008-03-14 | 2012-10-31 | イマジニアリング株式会社 | バルブを用いたプラズマ装置 |
-
2008
- 2008-07-12 US US12/668,854 patent/US8156911B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-07-12 JP JP2008182111A patent/JP5428057B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-07-12 EP EP08791120.2A patent/EP2180177B1/en not_active Not-in-force
- 2008-07-12 WO PCT/JP2008/062639 patent/WO2009008521A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2180177A4 (en) | 2014-10-29 |
US8156911B2 (en) | 2012-04-17 |
US20100192909A1 (en) | 2010-08-05 |
EP2180177B1 (en) | 2018-03-28 |
EP2180177A1 (en) | 2010-04-28 |
JP2009287549A (ja) | 2009-12-10 |
WO2009008521A1 (ja) | 2009-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5428057B2 (ja) | 圧縮着火内燃機関、グロープラグ及びインジェクタ | |
JP2009287549A5 (ja) | ||
US9322373B2 (en) | Multi-fuel plasma injector | |
JP5467219B2 (ja) | 内燃機関 | |
JP2005180289A (ja) | プラズマインジェクター、排ガス浄化システム、及び還元剤噴射方法 | |
Hwang et al. | Application of a novel microwave-assisted plasma ignition system in a direct injection gasoline engine | |
US7770551B2 (en) | Method for igniting combustion of fuel in a combustion chamber of an engine, associated device and engine | |
JP5934851B2 (ja) | 内燃機関 | |
JP6152534B2 (ja) | プラズマ生成装置 | |
JP5953534B2 (ja) | 内燃機関 | |
JP5467285B2 (ja) | 均一予混合圧縮自着火エンジン及びエンジン | |
WO2017093598A1 (en) | A microwave plasma ignition assembly | |
JP6082877B2 (ja) | プラズマ生成装置、及び内燃機関 | |
JP4301094B2 (ja) | 燃料又は還元剤添加装置及び方法、並びにプラズマトーチ | |
JP5961871B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
US10677456B2 (en) | Waveguide antenna for microwave enhanced combustion | |
JP5740580B2 (ja) | 燃料の微粒化促進装置 | |
JP2010203229A (ja) | 燃料の微粒化促進装置 | |
CN112096554B (zh) | 一种发动机低温等离子体点火方法及系统 | |
JP2006170001A (ja) | 燃料又は還元剤添加装置、内燃機関及び排ガス浄化装置 | |
JP2010242505A (ja) | 燃料の微粒化促進装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20110706 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110707 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110711 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20110708 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120425 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120522 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120616 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120721 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121011 |
|
A072 | Dismissal of procedure [no reply to invitation to correct request for examination] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A073 Effective date: 20121127 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130528 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130828 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20130927 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131112 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131112 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5428057 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |